수십억 광년 밖서 심장박동처럼 반복된 빠른 전파폭발 확인

밀리초만에 사라지지 않고 3초간 0.2초 간격으로 이어져

수십억광년 밖 먼 은하에서 강한 전파가 심장박동처럼 주기적인 패턴을 갖고 폭발한 현상이 포착돼 학계에 보고됐다.

우주 공간의 알 수 없는 천체에서 짧지만 순간적으로 강한 분출을 일으키는 전파를 지칭하는 '빠른 전파 폭발'(FRB)로 분류된 이 신호는 밀리초(1천분의1초)만에 사라지는 일반적인 FRB와 달리 최대 3초나 지속했다.

또 0.2초 간격으로 심장박동처럼 반복되는 분명한 주기성도 보였다.

미국 매사추세츠공과대학(MIT)에 따르면 국제 연구팀은 지난 2019년 12월에 포착된 이 신호에 'FRB 20191221A' 라는 명칭을 부여했으며, 지금까지 확인된 FRB 중 가장 오래 이어지고 가장 명확한 주기성을 보이는 것으로 제시했다.

전파원은 수십억 광년 떨어진 먼 은하로 추정되지만 어떤 천체에서 나온 것인지는 여전히 미스터리로 남아있다.

연구팀은 고속으로 회전하며 등대처럼 전자기파 빔을 내뿜는 중성자별의 일종인 '마그네타'나 전파 '펄사'일 것으로 추정만 하고 있다.

중성자별은 중성자만으로 된 초고밀도 천체로, 태양 질량의 10배 이상 되는 거대한 별이 초신성으로 폭발한 뒤 남은 심(core)이 중력붕괴로 축퇴되어 원자 내부의 원자핵과 전자가 합쳐져 중성자로 변하면서 만들어진다.

MIT '카블리 천체물리학 우주연구소'의 박사후 연구원 다니엘레 미칠리는 "우주에는 정확하게 주기적 신호를 낼 수 있는 것이 많지 않다"면서 "우리 은하 내에서 알고있는 사례는 등대처럼 회전하며 빔을 발산하는 전파 펄사와 마그네타밖에 없으며, 이 신호도 펄사나 마그네타에서 나온 것으로 생각하고 있다"고 했다.

FRB는 2007년에 처음 포착된 이후 수백건이 밝혀졌지만 대부분 수 밀리초만에 사라지고 1회성에 그쳤다.

주기성을 가진 FRB는 2000년 2월에야 처음 확인된 것으로 발표됐다.

'FRB 180916.J0158+65'로 명명된 이 신호는 약 5억 광년 밖에서 나흘간의 무작위 전파 폭발을 일으키다 12일간 침묵하고 다시 전파폭발
주기성을 보이는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 FRB 발견을 주도하고 있는 캐나다의 대형 전파망원경 '차임'(CHIME)을 통해 이 신호를 처음 포착했다.

전파 폭발이 3초간 이어졌을 뿐만 아니라 정확히 0.2초 간격으로 반복됐다.

이는 수 밀리초만에 사라지는 다른 FRB보다 약 1천배나 더 지속한 것이다.

연구팀은 이 신호가 우리 은하 내 마그네타나 전파 펄사가 빠르게 회전하며 발산하는 전파 빔과 유사하지만 100만배는 더 밝은 것으로 분석했다.

연구팀은 이 전파원에서 추가로 전파폭발 신호를 포착할 수 있기를 바라고 있다.

만약 또 포착한다면 전파원이 지구에서 멀어지는 동안의 전파폭발 변화를 통해 우주 팽창의 속도를 측정하는 천체물리학 시계로 활용할 수 있을 것이라고 했다.

이번 연구는 MIT와 캐나다 맥길대학 과학자들이 참여한 'CHIME/FRB 협력단'이 진행했으며, 연구 결과는 과학 저널 '네이처'(Nature)에 발표됐다.

/연합뉴스