우주의 중성자별에 대해서
별은 외로울까요? 우주 속에 떠있는 별들은 정말 무수히도 많습니다 .은하속에 존재하는 별들은 절반이상이 쌍성계에 속해 있습니다.쌍성계가 무엇일까요?쌍성계라는 것은 두개 이상의 별들이 서로의 중력에 의해서 공통의 질량 중심을 기준으로 궤도 운동을 하고 있는 상태를 말하는데요 종류도 굉장히 다향하게 있습니다. 첫번째는 시각쌍성이라고 하는데요 망원경으로 두 별을 직접 분리해서 각각 볼수 있는 쌍별을 말합니다. 두번째는 분광쌍성이라고 합니다. 스펙트럼 분석을 통해 움직임을 확인할 수가 있습니다.그리고 식쌍성이라고 하는 별은 서로를 가리기 때문에 주기적으로 변하는 별이라고 합니다.쌍성계는 단순히 둘이 돌고 돈다는 개념을 넘어서서 물질의 교환이나 질량의 유출입, 그리고 충돌에 이르기까지 별의 생애에 막중한 영향을 끼치고 있습니다.
중성자별
1934년, 발터 바데와 프리츠 츠비키는 중성자별들의 존재에 대해 알렸습니다. 초신성의 기원에 대한 설명을 찾아보던 중, 평범한 별이 중성자별, 즉 극도로 밀도가 높은 중성자로 구성된 별로 변한다는 이론이 점진적으로 알려지기 시작했습니다.. 바데와 츠비키는 초신성 폭발 과정에서 많은 양의 질량이 손실된다는 점과 초신성 폭발 순간 중성자 무리에서 중력적으로 결합된 에너지가 방출되는 것이 초신성의 에너지원이라는 점을 명확하게 알렸습니다. 중성자별들은 너무 얇아서 관측하기 어렵다고 느껴졌고, 1967년 프랑코 파치니(1939–2012)가 중성자 별들이 회전하고 강한 자기장을 가지면 전자기파를 방출할 것이라고 확인하기 전까지는 연구가 지지부진했습니다. 파치니가 알지 못했던, 케임브리지 전파 천문학자 앤서니 휘시와 그의 조수 조슬린 벨은 곧 전파 펄스를 방출하는 별을 발견했습니다. 이것들은 펄사라고 알려진, 고도로 자화되고 빠르게 회전하는 중성자 별들이였습니다.
중성자별의 회전
중성자별은 만들어진 이후 극도로 빠르게 회전한다고 합니다. 그 이유는 각운동량 보존 때문인데, 팔을 안으로 굽혀 빠르게 도는 피겨 스케이트 선수처럼 원형 별의 핵의 느린 회전은 수축으로 인해 빨라진다고 합니다. 신생 중성자별은 초당 수 회의 회전을 할 수 있다. 반복적으로 짝별의 물질을 흡수하여 회전속도가 초당 백회에 이르러 편구모양을 만들기도 합니다.중성자별은 회전하는 자기장을 통해 에너지를 방출하기 때문에 시간이 느리게 흐릅니다. 늙은 중성자별은 한 번 회전하는 데 수 초 정도 걸리게 된다.중성자별의 회전속도가 느려지는 정도는 보통 일정하며 매우 작습니다. 관측된 감소율은 1회전에 10-10 ~ 10-21 초 사이입니다.그러므로 일반적인 회전감소율 10에서 １５초를 가정한다면, 중성자별이 현재 초당 10회 회전한다면 100년 후에는 초당 9.99997회 회전하게 될 것입니다.
중성자별의 분포와 거리
지금까지 우리 은하계와 마젤란은하계에서 약 2000여개의 중성자별이 알려져 있습니다. 알려진 중성자별들의 대부분은 라디오 펄사로서 관측되어 왔습니다. 중성자별은 대부분 우리은하의 원반을 따라 집중 분포되어 있습니다. 그렇지만 초신성 폭발 과정이 새로 형성된 중성자별을 큰 속도 400 km/s로 가속시킬 수 있기 때문에 원반에 대한 수직 분포 범위가 큽니다.
가장 가까운 중성자별 중 일부는 약 400 km/s 떨어져 있는와 424 광년 떨어져 있는 별들이 있습니다. 그중 하나는 황야의 7인이라 불리는 가까운 중성자별들의 구성원입니다. 근처에 있는 또다른 중성자별로는 작은곰자리를 배경으로 움직이고 있는 칼베라가 있습니다.이 별의 별명은 별의 발견자들이 1960년에 개봉했던 황야의 7인이라는 영화에서 악당으로 등장하는 칼베라의 이름을 따서 붙여진 것이라고 합니다.빠르게 움직이는 이 천체는 밝은 카탈로그를 이용하여 발견되었다고 합니다.
쌍성 중성자별
지금까지 밝혀진 중성자별의 쌍성계가 존재하는데 겨우 5%정도밖에 되지 않는다고 합니다 .쌍성 중성자별의 형태나 진화에 대한 이야기는 정말 특이하고 복잡한 이야기가 있습니다. 짝별이라 함은 보통 별이나 백색왜성,아니면 또다른 중성자별입니다. 하지만 쌍성 진화에 대한 최신 이야기에 따르면, 중성자별 또한 블랙홀을 짝별로 두고 있는 쌍성계에 존재할 수 있다고 합니다. 쌍성들은 중력파를 방출하는 큰 원천이라고 예측되고 있었습니다. 쌍성계에 있는 중성자별들은 종종 x선을 방출하기도 하고 짝별에서 나오는 가스들로 가열되면서 만들어진 것으로 확인되고 있습니다.짝별들의 가장자리에서 오는 물질들은 아주 강력한 중력장을 가지고 있는 중성자별쪽으로 빨려들어간다고 합니다.이런 물질의 강착이 극단적인 조건에 맞아 떨어져서 만들 수가 있다면 쌍성 중성자별은 블랙홀이 될수도 있다고 합니다. 두 중성자별을 포함해서 쌍성의 합병이 짧은 감마선 폭발의 원인이 될지도 모른다고 발표를 하였는데 이 발표는 초성 핵합성 이론과 대립을 이루면서 철 이상의 모든 화학원소들이 만들어지게 되는 원인이 될수도 있다는 뜻입니다.
