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UFO? 이중 펄서의 펄스 변화가 왜 그렇게 충격적일까요?
먼 우주에서 펄서는 그 독특함으로 인해 수많은 천문학자들의 관심을 끌었던 것 같습니다. 펄서는 규칙적인 펄스 형태로 전자기파를 방출하는 빠르게 회전하는 중성자별입니다. 이중 펄사계에서는 펄사 중 하나가 동반성을 갖고 있는데, 이 동반성은 대개 백색 왜성이나 다른 중성자별입니다. 이러한 이중 펄서에 대한 연구는 우리에게 우주의 극심한 중력을 관찰할 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라, 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 검증하기 위한 중요한 데이터 원천이기도 합니다.
이러한 시스템에서는 동반성의 중력적 영향으로 인해 펄스 사이의 시간 간격이 달라지며, 이를 통해 과학자들은 물체의 움직임을 추적할 수 있습니다.
이중 펄사의 역사
1974년 천문학자 Joseph Houghton Taylor와 Russell Halls는 아레시보 천문대에서 "Halls-Taylor 이중 펄서"인 PSR B1913+16을 발견했습니다. 그는 이 공로로 1993년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 홀스는 새로 발견된 펄서를 관찰하면서 펄스의 주파수가 규칙적으로 변하는 것을 발견했습니다. 이런 변화의 이유는 펄사가 동반성을 고속으로 공전하여 도플러 효과가 발생하기 때문입니다.
펄서가 지구로 이동할수록 펄스는 더 빈번해지고, 반대로 지구에서 멀어질수록 수신되는 펄스는 감소합니다.
이 발견은 과학자들이 펄사와 동반성이 비슷한 질량을 가지고 있다는 사실을 깨닫는 데 도움이 되었을 뿐만 아니라, 중성자별의 질량을 처음으로 정확하게 측정하는 데에도 도움이 되었습니다. 과학자들은 펄스의 타이밍 변화를 측정하여 상대론적 타이밍 효과를 사용하여 펄서의 질량을 발견했습니다. 시간이 지남에 따라 이 펄사계의 궤도 에너지는 중력파로 변환되어 점점 더 가까워집니다.
중간 질량의 이중 펄사
중간질량 이중 펄사(IMBP)는 비교적 장주기 펄사-백색 왜성계입니다. 이러한 체계에 속한 펄서는 대체로 질량이 크고 회전 주기가 비교적 길어 10~200밀리초 범위에 속합니다. 예를 들어 PSR J2222−0137을 살펴보면, 이 펄사의 동반성 질량은 태양 질량의 최소 1.3배로, 중질량 이중 펄사입니다.
PSR J2222−0137의 발견으로 펄사계에 대한 우리의 지식이 더욱 확장되었으며, 특히 동반성의 속성과 질량에 대한 지식이 더욱 확장되었습니다.
이중 펄사의 영향
이중 펄사 계에서는 동반성이 확장되면서 외층을 펄사로 전달하고, 이로 인해 일련의 상호 작용이 시작되면서 엑스선 빛이 생성됩니다. 이러한 X선 방출에서 나오는 빛은 때로 펄스 패턴을 보이는데, 이 현상을 X선 이중상이라고 한다. 물질의 흐름으로 인해 종종 강착원반이 형성되고 펄서는 동반성의 자기장과 펄스 신호 방출에 영향을 미치는 '바람'을 방출합니다.
이러한 상호 작용은 펄사의 인력을 보여줄 뿐만 아니라, 우주의 상호 작용하는 천체들이 서로에게 얼마나 긴밀하게 영향을 미치는지도 보여줍니다.
과학자들이 이중 펄서에 대해 더욱 심도 있게 연구함에 따라, 이 신비한 우주 현상이 물리학의 기본 법칙에 대한 우리의 이해에 어떻게 도전하는지 이해하기 시작했습니다. 그뿐만 아니라, 이중 펄서를 관찰하면 미래의 중력파와 우주의 진화에 대한 더욱 심층적인 새로운 통찰력을 얻을 수도 있습니다. 이 광활한 우주에서 펄서의 행동에 대한 더 깊은 비밀이 우리가 탐구해야 할 곳에 있을까요?
