“우주에서 온 라디오 파열음(FRB, fast radio burst)...외계인 신호?" VIDEO: Scientists detect strange 'fast radio burst' from within our own Milky Way

외계인 신호로 불린 미스터리 전파, 우리은하에서 나왔다

     ‘외계인이 보낸 신호’라고 불린 미스터리의 강력한 우주 전파 신호가 우리은하 내부에서 자연 발생한 것이라는 연구 결과가 나왔다. 이전에 포착된 전파 신호는 외부은하에서 발생해 연구가 어려웠는데, 이번에 상대적으로 관측이 용이한 우리은하에서 온 전파가 처음으로 확인되면서 연구가 활기를 띨 것으로 기대된다.

캐나다와 미국, 중국 과학자들은 국제 학술지 ‘네이처’ 5일자에 발표한 세 편의 논문에서 “우주에서 온 라디오 파열음(FRB, fast radio burst)이 우리은하에 있는 중성자별에서 왔다”고 밝혔다.

An artist's impression of a magnetar in outburst, showing complex magnetic field structure and beamed emission following a crust-cracking episode. (Image credit: McGill University Graphic Design Team)

Scientists detect strange 'fast radio burst' from within our own Milky Way It's a cosmic first and lasted just 1.5 milliseconds. Mysterious superpowerful blasts of radio waves once seen only outside the galaxy have for the first time been detected within the Milky Way, new studies find. In addition, scientists have traced these outbursts back to a rare kind of dead star known as a magnetar, the strongest magnets in the universe, for the first time. Fast radio bursts, or FRBs, are intense pulses of radio waves that can release more energy in a few thousandths of a second than the sun does in nearly a century. Scientists only discovered FRBs in 2007, and because the bursts are so fast, astrophysicists still have many questions about them and their sources. Scientists have dozens of theories about the causes of fast radio bursts, from colliding black holes to alien starships. Many theories suggest the bursts originate from neutron stars, which are corpses of stars that died in catastrophic explosions known as supernovas. (Their name comes from how the gravitational pulls of these stellar remnants are powerful enough to crush protons together with electrons to form neutrons.) View full text https://www.space.com/fast-radio-burst-from-magnetar-in-milky-way

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2007년부터 전파망원경에 포착되기 시작한 라디오 파열음은 우주에서 들려오는 정체불명의 굉음이다. 수천 분의 1초에 불과한 짧은 시간 동안 관측되는 전파이지만, 태양이 수백만년이나 수십억년 동안 발생할 에너지를 찰나에 방출할 정도로 강력하다. 하지만 10년이 넘도록 정체가 제대로 밝혀지지 않아 ‘외계인이 지구로 보낸 메시지’라는 말까지 나왔다.

 

캐나다의 라디오파 관측 망원경 차임(CHIME). 우리은하의 중성자별에서 라디오 파열음을 관측했다./네이처

캐나다, 미국, 중국 공동 연구의 성과

캐나다 라디오파 관측 망원경 ‘차임(CHIME)’ 연구진은 이날 네이처 논문에서 “올해 4월 28일 관측한 라디오 파열음 FRB 200428이 우리은하에 있는 중성자별 마그네타에서 왔다”고 밝혔다.

마그네타는 별이 폭발하고 남은 고밀도의 잔재인 중성자별의 일종으로, 자기장이 매우 강력하다. 마그네타에서 자기장이 교란되면 고에너지 전자기파, 특히 X-선과 감마선을 방출한다.

미국 전파천문대 STARE2 연구진도 이날 네이처 논문에서 우리은하의 마그네타인 SGR 1935+2154에서 라디오 파열음 FRB 20042이 발생한 것을 관측했다고 밝혔다. 연구진은 이번에 중성자별에서 라디오 파열음과 함께 X선 폭발을 동시에 관측했다고 밝혔다.

중국 연구진은 네이처 논문에서 세계 최대의 전파망원경 FAST로 같은 중성자별을 관측한 결과를 발표했다. 중국 관측에서는 라디오 파열음을 포착하지 못했지만 감마선 폭발은 관측했다. 결국 중성자별에서 자기장이 붕괴하면서 X선과 감마선이 방출되고 동시에 라디오 파열음도 발생했다고 볼 수 있다.

세계 최대의 전파망원경인 중국의 FAST에서 라디오 파열음이 관측된 중성자별에서 감마선을 포착했다./네이처

외부은하의 블랙홀이 진원지라는 주장도

과학계는 이번 관측은 우주 연구에서 국제 협력의 중요성을 다시 한 번 확인했다고 평가했다. 또 라디오 파열음이 우리은하에서 온다는 사실이 밝혀지면서 발생 원인을 규명하는 연구도 활기를 띨 것으로 보인다.

한국천문연구원 손봉원 박사는 “이제까지 라디오 파열음이 외부은하로부터 오는 거라고 여겼는데 이번에 처음으로 우리은하의 중성자별에서 관측했다”며 “앞으로 라디오 파열음의 기원에 대한 구체적인 실마리를 제공할 수 있는 연구”라고 말했다.

남아프리카공화국 케이프타운대의 아만다 웰트만 교수는 이날 네이처에 실린 논평 논문에서 중성자별에서 폭발적으로 방출된 고에너지 입자들이 라디오 파열음의 원인일 수 있다고 밝혔다. 나중에 방출된 고에너지 입자들이 먼저 방출돼 주변에 쌓여 있던 입자들과 충돌하면서 충격파가 발생하고, 그 여파로 엄청난 자기장이 발생하면서 X선과 라디오파가 나온다는 것이다.

라디오 파열음(FRB)의 생성과정. 중성자별에서 나온 고에너지 입자가 주변에 쌓인 다른 입자와 충돌하면서 충격파가 발생하고, 그 여파로 자기장이 교란되면서 X선과 라디오파가 발생할 수 있다는 주징이 제기됐다./네이처

하지만 다른 가능성도 있다. 지난 2018년 네덜란드 연구진은 라디오 파열음 FRB 121102이 외부은하의 중성자별에서 나온다고 네이처 표지논문으로 발표했다. 2012년 관측된 FRB 121102는 현재까지 관측된 라디오 파열음 중 유일하게 2번 이상 반복 관측됐다.

당시 연구진은 FRB 121102가 지구에서 약 30억 광년 떨어진 왜소은하의 별 생성 구역에서 발생했으며, 강력한 자기장과 고온 환경에서 비롯된다고 밝혔다. 지금까지 이런 환경은 질량이 엄청나게 큰 블랙홀 근처에서만 관측됐다. 연구진이 컴퓨터 모의 실험을 통해 FRB 121102는 질량이 태양의 1000만~1억 배인 블랙홀 인근에서 발생했을 가능성이 높다고 밝혔다.

이영완 과학전문기자 조선일보

https://www.chosun.com/economy/science/2020/11/05/KHNMJZYENNFIXPQJ3VRQBRJ4O4/

Milky Way galaxy fast radio burst detected for first time

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