NASA 찬드라가 찾은 정체불명 X선 천체 84개, 20년 넘게 데이터 속에 숨어 있었다

 

NASA가 조금 이상한 천체들을 찾아냈습니다.

 

한두 개가 아닙니다. 무려 84개입니다.

 

더 흥미로운 건 이 천체들이 최근 갑자기 생긴 것이 아니라는 점입니다. 이미 오래전부터 우주에 있었고, 찬드라 X선 관측소가 수십 년 동안 모아온 데이터 속에도 찍혀 있었습니다. 그런데 우리가 그 존재를 이제야 알아본 겁니다.

 

NASA와 연구진은 이 천체들을 hypersoft X-ray sources라고 부르고 있습니다. 이름은 어렵지만 핵심은 간단합니다.

 

보통의 X선 천체보다 훨씬 낮은 에너지의 X선을 내면서, 동시에 강한 자외선을 방출하는 특이한 천체군입니다.

안드로메다를 포함한 6개 은하에서 84개 발견

연구팀은 찬드라 X선 관측소의 기존 자료를 다시 분석했습니다. 그 결과 총 6개 은하에서 비슷한 특징을 가진 천체 84개를 찾아냈습니다.

 

여기에는 우리에게 익숙한 안드로메다은하 M31과 바람개비은하 M101도 포함됩니다. 나머지 4개는 타원은하입니다.

비슷한 특징을 가진 천체가 여러 은하에서 반복적으로 확인됐기 때문에, 연구진은 지금까지 우리가 제대로 구분하지 못했던 새로운 천체군일 가능성을 보고 있습니다.

 

다만 이 84개가 모두 완전히 같은 종류의 천체라는 뜻은 아닙니다. 현재로서는 공통된 관측 특징을 가진 하나의 천체 집단으로 분류된 것이고, 실제 물리적 정체는 여러 종류일 가능성도 있습니다.

X선을 내는데, 우리가 알던 X선 천체와 다르다

보통 블랙홀이나 중성자별 주변에서는 강한 X선이 관측됩니다. 강한 중력을 가진 천체가 주변 물질을 끌어당기면 그 물질이 뜨거워지면서 높은 에너지의 X선을 내기 때문입니다.

 

그런데 이번에 발견된 천체들은 조금 달랐습니다. 찬드라가 관측하는 낮은 에너지 X선에서는 보이는데, 에너지가 조금만 올라가면 거의 사라집니다.

 

대신 연구진은 이 천체들이 극자외선 영역에서 매우 강한 에너지를 방출하고 있을 가능성을 보고 있습니다.

정체 후보는 블랙홀, 중성자별, 백색왜성

그렇다면 이 천체들은 대체 무엇일까요? 아직 정답은 없습니다.

 

현재 가장 유력한 설명 가운데 하나는 쌍성계입니다. 블랙홀이나 중성자별, 백색왜성이 옆의 별에서 물질을 끌어당기는 과정에서 이런 특이한 빛이 만들어질 수 있다는 겁니다.

 

문제는 이번 천체들이 기존 쌍성계와 비교해 X선은 지나치게 부드럽고 자외선은 매우 강하다는 점입니다.

가장 재미있는 부분, 왜 이제야 발견됐을까?

이번 연구에서 개인적으로 가장 흥미로운 부분은 여기입니다.

 

이 천체들은 새로 생긴 것이 아닐 가능성이 큽니다. 오래전부터 있었지만 우리가 못 보고 있었던 겁니다.

 

이들이 주로 내는 낮은 에너지의 X선은 관측이 어렵고, 강하게 방출되는 극자외선도 우주 공간의 수소와 헬륨 가스에 쉽게 흡수됩니다.

 

그래서 연구진은 새로운 망원경으로 우연히 발견한 것이 아니라, 찬드라가 과거에 쌓아둔 관측 자료를 다시 분석하면서 이런 천체들을 찾아냈습니다.

 

특히 M101 분석에 사용된 데이터 중에는 2000년부터 2005년 사이에 관측된 자료도 포함돼 있습니다.

 

84개가 새로 나타난 게 아니라, 우리가 이제야 알아본 것

이미 찍어놓은 데이터도 새로운 질문으로 다시 보면 전혀 다른 발견이 나올 수 있다는 것을 이번 연구가 보여줍니다.

 

84개의 천체가 어느 날 갑자기 나타난 게 아닙니다. 이미 거기에 있었고, 관측 자료에도 남아 있었습니다. 우리가 이제야 그 패턴을 알아본 겁니다.

혹시 초신성이 터지기 전 단계일까?

연구진은 일부 천체가 Ia형 초신성의 전단계와 연결될 가능성도 검토하고 있습니다.

 

Ia형 초신성은 먼 우주의 거리를 측정하고 우주 가속 팽창을 이해하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. 다만 이번 발견은 아직 가설 단계입니다.

 

“초신성의 전단계를 발견했다”가 아니라, “그 후보가 될 가능성이 있다” 정도로 보는 것이 정확합니다.

은하의 숨은 에너지원일 수도

또 하나의 가능성은 이 천체들이 방출하는 강한 자외선이 주변 가스에 영향을 주며 은하 환경을 바꾸는 숨은 에너지원 역할을 할 수 있다는 점입니다.

그래서 결국 정체가 뭘까?

현재로서는 아직 모릅니다. 그리고 그게 이번 발견의 가장 재미있는 부분입니다.

 

블랙홀일 수도 있고, 중성자별일 수도 있고, 백색왜성이 포함된 쌍성계일 수도 있습니다.

 

‘정체를 밝혀낸 84개의 새로운 별’이 아니라, 지금까지 거의 보지 못했던 공통된 특징의 천체군 84개에 가깝습니다.

 

1999년에 발사된 찬드라가 아직도 새로운 우주를 보여준다

찬드라 X선 관측소는 1999년에 발사됐습니다. 그런데 그 오래된 망원경이 남긴 데이터를 다시 분석하는 과정에서 여전히 새로운 천체군이 발견되고 있습니다.

 

새로운 발견이 반드시 새로운 망원경에서만 나오는 것은 아니라는 뜻입니다.

 

이번 84개의 천체도 마찬가지입니다. 새로운 천체가 갑자기 나타난 것이 아닙니다.

 

우리가 이제야 그 존재를 알아본 것입니다.

 

어쩌면 다음 우주 발견도 새로운 망원경이 아니라, 20년 전 찍어놓은 데이터 속 작은 점 하나에서 시작될지 모릅니다.

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참고 자료 및 출처

NASA Science / Chandra X-ray Observatory 공식 발표
Nature Astronomy 연구 논문 및 관련 연구 자료
Chandra X-ray Center 공개 이미지·관측 자료

※ 본문에 사용된 일부 이미지는 실제 관측 사진을 그대로 재현한 것이 아니라, 내용 이해를 돕기 위해 AI로 제작한 이미지입니다.

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