FAST, 지금까지 알려진 가장 가벼운 중성자별 쌍 발견

중국의 FAST 전파망원경이 지금까지 알려진 가장 가벼운 중성자별 쌍성계를 발견했다. 천문학자들에게 중력을 검증하고 별의 붕괴로 생긴 천체의 형성 과정을 연구할 수 있는 귀중한 새 실험장이 마련된 셈이다. PSR J1856-0039로 명명된 이 별 쌍의 총질량은 태양의 2.488배이며, 공전 주기는 2.36시간이다. 이는 알려진 동종 별계 가운데 두 번째로 짧은 공전 주기다.

중성자별은 무거운 별이 남긴 밀도가 극도로 높은 잔해다. 지금까지 발견된 중성자별 쌍성계는 약 30개에 불과하다. 이번 별계에서 관측 가능한 펄서의 질량은 태양의 약 1.30배, 동반성은 약 1.19배다. 동반성은 알려진 중성자별 중에서도 가장 가벼운 축에 속하며, 이론적인 최소 질량에 가깝다. 이는 초신성 폭발이 이러한 잔해를 만들어 내는 과정을 과학자들이 더 구체적으로 규명하는 데 도움이 될 수 있다.

정밀한 시간 측정으로 궤도 세차, 중력 적색편이, 시간 지연, 중력파 방출에 따른 에너지 손실로 궤도가 점차 줄어드는 현상 등 일반상대성이론이 예측하는 여러 효과가 확인됐다. 측정된 궤도 감소율은 예측값의 1.009 ± 0.014배로, 이론과 매우 잘 일치했다.

이번 발견은 약 900개의 새로운 펄서를 찾아낸 FAST 탐사에서 나왔다. 모델에 따르면 두 별은 약 8,200만 년 뒤 합쳐져 더 무거운 중성자별을 형성할 가능성이 크다. 관측을 이어 가면 극도로 높은 밀도에서 물질이 어떤 구조를 갖는지에 관한 단서도 얻을 수 있다.