유럽남방천문대(ESO)가, 지구에서 약 730광년 떨어진 연성(쌍성) ‘RXJ0528+2838’의 주변에서, ‘수수께끼 같은 충격파’가 관측되었다고 보고했는데, ESO는 이 충격파의 발견이 지금까지의 천문학적 상식을 뒤흔드는 것이라고 밝혔는데...
ESO(유럽남방천문대)는 칠레 북부 아타카마 사막에 초대형 망원경(VLT, Very Large Telescope) 이라 불리는 관측 시설을 보유하고 있으며, 이번에 보고된 관측 결과는, 이 VLT에 탑재된 MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer) 라는 매우 강력한 가시광 분광 장비를 통해 얻어진 것.
RXJ0528+2838은 백색왜성과 태양과 비슷한 동반성으로 이루어진 쌍성계로, 백색왜성은 저질량 별이 진화의 말기에 남기는 고밀도의 핵으로, 동반성으로부터 가스를 받아 밝아진다. 일반적으로는 동반성에서 옮겨온 가스가 백색왜성 주위에 강착 원반을 형성하고, 이 원반이 회전하면서 에너지를 방출한다고 여겨져 왔다는 것.
별이 은하 안을 이동할 때 성간 공간의 가스와 상호작용하면, ‘보우 쇼크(bow shock)’ 라고 불리는 활 모양의 충격파 구조가 만들어질 수 있는데, 보통 이러한 종류의 쌍성계에서 관측되는 보우 쇼크는, 중심 천체의 원반에서 바깥쪽으로 분출되는 가스가 성간 가스를 밀어내며 형성된다고 생각되어 왔다.
그러나 이번 관측 결과를 통해, RXJ0528+2838의 백색왜성이 지닌 자기장이 42~45MG(메가가우스) 에 달하는 매우 강력한 수준임이 밝혀졌고, 이처럼 강한 자기장 환경에서는 강착 원반 자체가 형성될 수 없기 때문에, 거대한 보우 쇼크가 만들어지는 메커니즘을 기존 천체물리학으로는 설명할 수 없다고 한다는 것.
더 나아가, 보우 쇼크를 유지하는 데 필요한 에너지는 RXJ0528+2838의 모든 물질이 낙하하면서 만들어낼 수 있는 전체 에너지의 약 3.4배에 해당하는 것으로 나타났고, 또한 RXJ0528+2838의 보우 쇼크는, 최소 1000년 이상 지속적으로 에너지가 공급되어 온 것으로 추정되며, 일시적인 신성 폭발로는 설명할 수 없다. 즉, 관측된 보우 쇼크를 1000년 이상 유지할 만큼의 에너지가 도대체 어떻게 공급되고 있는지 알 수 없다는 것.
연구팀은, 기존 물리학으로 설명이 불가능한 이상, 이 수수께끼의 동력원으로서 백색왜성의 자기 활동과 연관된, 지금까지 간과되어 왔던 강력한 에너지 손실 메커니즘이 존재할 가능성을 제시했는데, 이는 자기 활동과 연결된 과정일 수 있지만, 아직은 가설 단계에 불과하다고 말한다.
앞으로 동일한 유형의 원반을 체계적으로 조사하여, 어떤 조건에서 장수명(outflow) 물질 방출이 발생하는지를 규명할 수 있다면, 쌍성계의 진화 자체에도 영향을 미치는 새로운 에너지 방출 경로가 드러날 가능성이 있다고 연구팀은 말하고 있다.
