존재하지만 볼 수 없는 중성자성이 어쩐지 은둔고수의 느낌이라면, 그중에서도 눈에 띄는 존재인 펄서는 어떻게 표현할까요? 중성자성 중에서도 일정한 조건하에서만 만들어지는 펄서에 대해 알아보겠습니다.
1. 중성자성 중 하나인 펄서
중성자들이 그대로 존재하기만 하면 그건 그냥 중성자입니다. 하지만 중성자가 중력에 의해 중성자성으로 모여들면서 충분한 운동량을 가지고 있으면 중성자성 내부에서 회전운동을 시작하게 되고, 그 회전운동은 중성자성 내부의 압력과 자기장을 유발하게 됩니다. 그리고 이렇게 만들어진 자기장과 중성자들의 상호작용으로 인해 방사선이 방출되게 됩니다. 이 방사선이 빛으로 관측되게 되는데 이것이 바로 펄서입니다.
중성자는 중력에 의해 중성자성으로 모여들면서, 회전운동을 유발할 만큼 충분한 운동량을 가지고 있지 않으면 중성자성 내부의 압력에 의해 정지하게 됩니다.
2. 펄서의 빛
펄서가 내는 빛은 중성자성의 중심축 양 끝에서 방출됩니다. 이 빛은 양쪽이 모두 같은 양, 그리고 같은 색을 가지는데 대신 방향은 서로 반대쪽을 향하고 있습니다. 문제는 이 양끝의 방출점이 중성자별의 회전축과 일치하지 않을 수 있다는 점입니다. 이런 경우 중성자별에서 방출되는 빛은 지속되지 않고 회전축과 방출점이 일치하는 순간 방출되게 되는데 그 회전의 주기에 따라 깜빡이는 형태로 보이게 될 수 있습니다. 이런 경우 펄서의 빛이 깜박이는 모습으로 우리에게 관측될 수 있습니다. 이런 경우, 깜빡이는 빛의 주기에 따라 회전의 속도등을 관측할 수 있는 정보로 활용되기도 합니다. 만약, 회전축과 빛을 발하는 방출점이 일치하는 경우라면 펄서의 빛은 일정한 정도를 유지하게 됩니다.
3. 우리가 관측할 수 있는 가장 마지막의 반짝임
중성자성이 된 별들은 원래 그 밀도와 성질로 인해 우리 눈으로는 관측할 수 없는 상태입니다. 하지만 중성자성이 회전하면서 만들어지는 펄서의 경우, 자기장이라는 새로운 에너지 형태를 얻기 때문에 이것이 빛으로 방출되어 우리가 눈으로 관측할 수 있는 정보를 전달하게 됩니다. 별의 생애주기는 중성자성 이후에도 블랙홀이나 x-ray emission의 단계로 나아갈 수 있지만 이미 중성자성 단계에서 빛을 방출하지 않기 때문에 그중 특정조건이 맞아 형성되는 펄서가 우리가 실제 눈으로 그 존재를 알 수 있는 가장 마지막 단계라고 할 수 있습니다. 펄서 역시 일정한 세월이 흐르면 회전속도가 느려지기 때문에 더 이상 자기장과의 상호작용을 통한 빛을 만들 낼 수 없고 이후에는 빛을 내지 않는 중성자성 자체로 남거나 혹은 블랙홀이나 x-ray emission로 넘어갈 수는 있겠지만, 그전까지는 우리에게 자신의 존재를 빛으로 알려주는 힘을 발휘합니다. 뭐랄까 한때 거대했던 별 하나가 자신이 거기에 존재하고 있음을 우리에게 알리는 마지막 수신호 같은 거랄까요. 그래서 펄서의 빛이 더 아름답고 신비하게 느껴지는지도 모르겠습니다.
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