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거대 중성자별의 존재 가능성

전문가 제언: ○ 태양계가 속한 우리 은하는 직경이 10만 광년이나 되고 2,000억 개의 별로 이루어져 있으며, 우주에는 이와 같은 은하가 수천억 개나 존재하고 있다. 우주와 별의 형성 및 진화에 대한 관심은 우리 인간과 생명 및 물질에 대한 관심과 같을 것이다. 별의 진화에 관한 기본 이론은 미국의 M. Schwarzschild에 의해 1950년경에 정리되었으며, 그로부터 밤하늘의 적색거성과 백색왜성 및 초신성 폭발을 설명할 수 있게 되었고, 모든 원소의 기원을 이해할 수 있게 되었다.

○ 중성자별은 초신성 폭발 때에 중심에 남는 별로서 중성자로 구성되어 있고 중성자 축퇴압에 의해 유지된다. 자체적인 빛을 방출하지 않아 관측하기 어렵지만, 강한 자기장과 빠른 자전에 의해 전파를 방출하고 있고 또한 쌍성을 이루는 동반성으로부터의 질량강착으로 x선을 방출하고 있는 펄서들이 중성자별일 것으로 추정되고 있다.

○ 현재까지 중성자별의 질량은 30개 정도가 추정되어 있으며, 그 중에서 비교적 정확한 것은 Hulse와 Taylor의 연구로 유명해진 PSR 1913+16과 최근에 연구되어 발표된 J0737+3039의 전파펄서 정도이다. 이들 중성자별의 질량은 태양질량의 1.25～1.44배이며, 이를 토대로 천체물리학에서는 중성자별의 표준 질량을 태양질량의 1.4배 정도로 보고 있다.

○ 그러나 이론적 방정식들을 토대로 한 중성자별의 질량은 태양질량의 1～1.8배로 계산되고 있으며, Oppenheimer-Volkoff 한계도 1.8배를 초과하고 있다. 또한 최근에 연구가 활발한 Skyrme 모델을 토대로 하면 2.95배(비회전계)에서 3.45배(회전계)까지 나오며, 중성자별의 반경도 통상적 추정치인 십 수 km를 초과하여 232km까지 계산되고 있다.

○ 이 자료는 태양질량의 2배 이상인 거대 중성자별이라고 연구되고 있는 3개 쌍성계(Vela X-1, 4U 1700-37 및 J0751+1807) 전파펄서들의 기존 질량계산방법을 고찰하여 문제점을 기술하고 오차를 감소시킨 개선된 계산결과를 발표하고 있다. 결론적으로, 종족합성 연구에 의해서도 거대 중성자별의 존재 가능성이 추정되어지지만, 아직까지는 거대 중성자별의 존재를 확신할 수는 없으며 관측이 더 필요함을 지적하고 있다.

저자: M. K. Abubekerov, A. M. Cherepashchuk
자료유형: 학술정보