새로운 연구: 태양과 유사한 별들이 숨겨진 중성자별과 함께 춤추다

Seoul칼텍의 카림 엘바드리가 이끄는 천문학자들이 태양과 비슷한 별 주위를 도는 21개의 중성자별을 발견했습니다. 그들은 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 임무에서 얻은 데이터를 활용해 태양과 비슷한 별들의 작은 궤도 움직임을 관찰함으로써 중성자별을 발견했습니다. 이 발견은 예상치 못한 결과이며, 중성자별은 폭발한 거대 별의 밀도가 높은 희미한 잔해로, 발견하기 어려운 천체입니다.

다음은 연구에서 발견된 주요 사항들입니다:

• 21개의 중성자가 태양과 유사한 별 주위를 공전하는 것이 발견되었습니다.
• 이 별들은 직접적인 관측이 아닌 중력 효과를 통해 식별되었습니다.
• 관측은 가이아 임무와 여러 지상 망원경의 데이터를 사용했습니다.
• 이 시스템의 중성자별은 동반성에서 물질을 훔치기에 너무 멀리 떨어져 있어 조용하고 어둡습니다.
• 이 시스템 대부분은 지구로부터 3,000광년 이내에 위치해 있습니다.

중성자는 거대한 별이 폭발한 후 남은 밀집된 핵입니다. 보통 태양과 같은 별을 공전하는 중성자를 찾는 것은 드문 일입니다. 일반적으로 중성자는 다른 별과 가까워질 때 질량을 얻고 강력한 X선이나 전파 신호를 방출합니다. 그러나 이 새로 발견된 중성자들은 동반성에서 멀리 떨어져 있으며, 그 거리는 지구와 태양 간의 거리의 1배에서 3배에 달합니다.

이 발견은 놀라운 일이 아닐 수 없습니다. 현재 모델에 따르면, 중성자별이 되는 거대한 별들은 폭발 전에 근처의 동반성과 강하게 상호작용해야 합니다. 이런 상호작용들은 별들이 합쳐지거나 서로 멀어지게 하는 경향이 있습니다. 그러나 이러한 쌍성 시스템은 여전히 함께 남아있고 있습니다.

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가이아는 하늘을 지속적으로 관측하고 별들의 위치 변화를 정밀하게 측정하여 중성자별을 찾아낼 수 있습니다. 이는 가이아의 민감성을 보여주며, 특히 넓은 궤도나 가까운 이중성계에서도 별을 찾는 능력에 놀라움을 줍니다. 게다가 이러한 능력은 3,000광년 이상 떨어진 거리에서도 발휘됩니다.

엘 바드리와 그의 팀은 백만 개의 태양과 유사한 별 중 약 한 개가 넓은 궤도를 갖는 중성자 별을 동반자로 가진다고 추정합니다. 이러한 희소성은 현재의 쌍성 진화 모델에 빈틈이 있음을 보여줍니다. 이러한 시스템이 어떻게 형성되는지 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요합니다.

엘-바드리는 유사한 기술을 사용하여 활동하지 않는 블랙홀을 찾으려고 하고 있습니다. 그는 가이아 데이터를 통해 두 개의 조용한 블랙홀을 발견했으며, 이 중 가장 가까운 블랙홀은 가이아 BH1로, 지구로부터 1,600광년밖에 떨어져 있지 않습니다.

천문학자들은 통계 모델을 이용하여 쌍성계가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는지를 더 잘 이해하고자 합니다. 이 연구는 이러한 드물고 복잡한 시스템이 어떻게 발전하는지를 규명하는 데 중요한 역할을 합니다.