[WIKI 프리즘] 정확하게 16일마다 날아오는 외계 신호의 정체는?
[WIKI 프리즘] 정확하게 16일마다 날아오는 외계 신호의 정체는?
  • 최석진 기자
  • 기사승인 2020-02-16 07:46:42
  • 최종수정 2020.02.16 06:50
  • 댓글 0
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‘캐나다 수소 강도 맵핑 실험실(CHIME)’의 전파망원경이 ‘고속 전파 폭발(fast radio bursts, FRB)’을 탐지하기 위해 밤하늘을 모니터링하고 있다
‘캐나다 수소 강도 맵핑 실험실(CHIME)’의 전파망원경이 ‘고속 전파 폭발(fast radio bursts, FRB)’을 탐지하기 위해 밤하늘을 모니터링하고 있다

5억 광년 떨어진 한 은하계의 외곽에서 출발한 이 미스터리한 신호는 일정한 주기로 수신되는 최초의 외계 신호에 해당된다.

마지막 미지 세계로 남은 우주 탐험을 즐기는 사람들은 이 놀라운 발견에 열광할 것이다. 과학자들이 저 먼 우주에서 날아오는, 지금까지와는 완전히 다른 무선 신호를 감지했기 때문이다. 깊은 우주에서 날아오는 이 신호는 ‘고속 전파 폭발(fast radio bursts, FRB)’이라고 알려져 있으며, 전에도 과학자들에 의해 탐지된 적은 있었다. 하지만 최근에 발표된 연구서에 등장해서 주목을 받고 있는 신호는 반복적인 주기를 보여주는 최초의 사례이다.

세계의 독창적인 뉴스를 발굴해서 소개하는 웹사이트 ‘바이스(vice.com)’에 따르면, 브리티시컬럼비아에 있는 ‘캐나다 수소 강도 맵핑 실험실(CHIME)’이 FRB 프로젝트를 통해 이 신비로운 신호가 일정한 주기를 보인다는 사실을 확인했다고 한다. 이 FRB는 매 16.35일마다 정확하게 한 번씩 신호를 보내고 있다.

이는 우주로부터 탐지된, 최초의 주기적 신호일 뿐만 아니라 지구에서 탐지된 가장 가까운 지역의 FRB라 할 수 있다. 물론 가장 가깝다고 해도 5억 광년이 떨어진 거리이기는 하다.

이 반복적인 신호는 2007년 FRB로 판명된 이래 우주 연구자들에게는 신비로운 존재가 되고 있다.

지금까지 과학자들이 성공적으로 확인한 FRB는 두 종류가 있다. 무선 신호가 딱 한 번만 잡히는 것들과 여러 차례 폭발을 보여주는 경우이다. 후자는 ‘연발자(repeater)’라고 불린다. 지금까지 탐지된 이들 두 종류의 FRB들은 식별이 불가능한 산발적인 것들이었다.

그러나 5억 광년 떨어진 은하의 외곽에서 출발한 이번 ‘FRB 180916’은 일정한 주기를 보인다는 측면에서 매우 이례적인 경우에 해당한다.

CHIME 팀은 2018년 9월과 2019년 10월 사이 FRB 180916을 모니터링하기 위해 전파망원경을 활용하였다. 이를 통해 관찰자들은 이 신호가 4일 동안 일정하게 모였다가, 다음 12일 동안 일정하게 사라지는 전형적인 특징을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 즉, 16일의 주기를 일정하게 지키고 있다는 말이다.

“반복되는 FRB 소스에서 16.35일이라는 주기성을 발견한 것이 이번 신호의 본질을 연구하는 데 매우 중요한 요소라 할 수 있습니다.”

5억 광년 떨어진 은하로부터 포착된 신호가 사상 최초로 일정한 주기를 나타내고 있음이 판명되었다
5억 광년 떨어진 은하로부터 포착된 신호가 사상 최초로 일정한 주기를 나타내고 있음이 판명되었다

 

CHIME 연구자들은 지난 1월 ‘아카이브(arXiv)’ 프리프린트 서버를 통해 출간된 연구서에서 이렇게 말했다. ‘아카이브’는 수학, 물리학, 천문학, 전산 과학, 계량 생물학, 통계학 분야의 출판 전(preprint) 논문을 수집하는 웹사이트이다.

이러한 에너지 분출에 대해서 알려진 바는 별로 없지만 이들이 저 먼 우주 어딘 가에 존재하는 에너지 소스로부터 오고 있다는 사실을 알 수는 있다. 그러나 이들 에너지 소스들이 무엇인지는 분명하지 않다.

이 주기적 신호가 무엇인지에 대해서는 수많은 가능성이 있을 수 있다. 먼저, 이 소스는 별이나 블랙홀일 가능성이 있다. 별이나 블랙홀도 주기적 특성을 보이기 때문이다. 16일의 주기는, 공전하면서 일정한 시기마다 FRB 신호들을 지구로 보내는, 이러한 천체의 공전주기일 수가 있는 것이다.

이 반복적인 FRB가 SDSS J015800.28+654253.0라고 알려진 별 모양 은하에서 포착된 점을 감안하면 이 강력한 신호의 소스는 별들이 뭉쳐있는 블랙홀이나 ‘펄사(pulsar)’와 같은 나홀로 천체로부터 출발된 것일 수도 있다. ‘펄사’는 초신성이 되었다가 폭발된 별의 초밀집 잔해로, 회전하면서 표면의 고온 지점으로부터 무선 신호를 발사한다. 이 모양은 등대가 회전하면서 불빛을 비추는 모습과 같다.

흥미롭게도 ‘연발자(repeater)’ FRB들은, CHIME 팀이 작년에 연구를 통해 8개의 새로운 반복 FRB들을 성공적으로 확인할 때까지는 매우 희귀한 현상으로 여겨졌었다. 이번 발견으로 알려진 ‘연발자’들의 총 숫자는 150개 이상의 FRB 소스들에서 10개에 이른다. 그리고 이번 달 초에 별도의 연구를 통해 또 다른 ‘연발자’가 확인되어서, 총 숫자는 11개에 이르게 되었다.

“FRB와 관련하여 가장 큰 의문 중 하나는 그들 모두가 반복(repeat)되는지의 여부입니다.”

가장 최근의 ‘연발자’ 탐색팀의 일원이었던 호주 스윈번 대학의 천문학자 프라비르 쿠마르는 ‘사이언스얼럿(ScienceAlert)’과의 인터뷰에서 이렇게 말했다.

“백 개가 넘는 FRB들이 알려져 있지만 최근까지는 오직 한 개만이 반복(repeat)되고 있음이 발견되었습니다.”

이러한 사실은 ‘연발자’들이 과거에 생각했던 것처럼 희귀한 현상이 아닐 수도 있다고, 프라비르 쿠마르는 설명했다.

“우리는 20개의 FRB들을 찾아냈고, ‘호주 스퀘어 킬로미터 어레이 패스파인더(ASKAP)’와 함께 2년 동안 반복되는 신호를 추적 중입니다.”

그는 이렇게 말했다. ‘ASKAP’는 호주 중서부의 머치슨 전파천문대 에 위치한 전파망원경이다.

“12,000시간 동안 우리는 아무것도 찾지 못했습니다. 그러나 이 반복 신호들이 너무 미약해서 ‘ASKAP’의 능력으로는 찾지 못한 것일 수도 있습니다.”

사실, 일부 FRB들로부터 반복되는 신호들이 너무 미약하기 때문에 연구자들이 단순히 이를 포착하지 못한 것일 가능성이 농후하다.

FRB 180916의 경우, 연구에 참여한 과학자들은, FRB 소스들을 관찰하는 409일 동안 눈에 띄는 발신은 포착하지 못했지만 일정한 주기가 있었다는 사실에 주목했다. 과학자들이 발신을 탐지하지는 못했지만 이 소스는 마치 어떤 도구가 꾸준히 신호는 보내면서도 간간히 기록은 빼먹는 것처럼 16일이라는 사이클을 고수하고 있다.

깊은 우주에서 오는 이 에너지 신호들의 미스터리는 이들 FRB들이 더 많이 발견되고 그 속성이 드러남에 따라 과학자들과 천문학 애호가들을 열광시키고 있다.
https://allthatsinteresting.com/deep-space-fast-radio-bursts

dtpchoi@wikileaks-kr.org


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