◎초신성 폭발때 1초안에 순간적 탄생/펄사 원리 응용,정확한 시계 등장 임박

74년도 노벨물리학상 수상자 안토니 휴이시 박사(70) 초청강연회가 14일 하오 한국프레스센터 국제회의장에서 성황리에 열렸다. 서울신문사와 한국천문학회가 공동 주최한 이날 「펄사란 무엇인가」 강연회에는 천문대 박석재 박사,서울대천문학과 이시우 교수,세종대 대양천문대장 강영운 교수,서울대 농업생명과학대학 김태욱 교수 등 국내 학계인사 및 일반인,대학생 등 5백여명이 자리를 메워 천문우주과학에 대한 높은 관심을 보여주었다.

휴이시박사는 슬라이드를 곁들여 연구내용을 상세히 소개했으며 조경철 박사(한국우주환경과학연구소장)는 알기 쉬운 통역으로 청중들의 이해를 도왔다.휴이시박사는 펄사의 발견경위,중성자별의 형성과정,중성자별의 구조,연구결과의 응용 및 전망 순으로 이야기를 풀어나갔고 강연후 쏟아진 대학생 등 청중들의 질문과 사인공세에 일일이 응했다.강연요지를 정리한다.

27년전 나는 당시로서는 미지의 천체인 퀘이사에 관심을 갖고 있었다.새로운 퀘이사를 발견하고자 전파망원경을 스스로 제작했다.좁은 초점,장파장의 전파를 잡기 위해 2천㎥의 널찍한 대지에 쇠줄을 이어 거대한 안테나를 만들었는데 이 안테나의 전파수신능력은 TV 2천대에 해당하는 것이었다.

새 망원경으로 관측을 시작한지 몇개월후 펄사를 발견했다.1초 정도의 간격을 놓고 정확한 맥동을 보여주는 이 천체에 대해 많은 연구가 있었고 12개월후 등대처럼 한 방향에 빛을 지닌 별이 휙휙 돌면서 지구를 칠때 깜박이는 빛처럼 보이는게 아닌가하는 생각을 하게 됐다.하지만 커다란 별이 어떻게 1초에 한바퀴씩 돌 수가 있겠는가.그처럼 엄청난 속도라면 그자리에서 부서져버려야 상식에 맞지않겠는가. 이의 해답은 1939년에 예언된 중성자별에서 찾을 수 있었다.중성자별을 원자구조이론으로 설명해보자.보통 물질의 원자는 양성자 중성자가 중심에 있고 전자가 그 주위 궤도를 돌고 있다.여기서 전자궤도가 축소되면 전자는 보다 빨리 돌 것이다.전자궤도가 자꾸 더 작아지면 마지막에는 원심력에 의해 전자는 날아가버리고 핵끼리만남게 될 것이며 마지막에 이를 다시 압축하면 양성자와 전자가 결합해 다른 입자로 변할 것이다.이것이 중성자다.별이 수축해 중성자별이 되면 1㎠당 1억t무게의 엄청난 비중을 지닌 물질이 되며 자전운동의 각운동량은 보전돼야 하기때문에 회전속도는 엄청나게 빨라진다.

중성자별이 탄생하는 과정은 1초도 안되는 순간인데 이때 외곽측의 대기는 폭발과 동시에 날아가서 신성으로 나타난다.중성자별의 탄생은 이 과정을 거치는 만큼 매우 극적인 것이다.1054년에 있었던 게 성운의 신성폭발은 그빛이 너무도 밝아 대낮에도 볼 수 있을 정도였다.

우리가 중성자별에 여행을 간다면 어떤 일이 벌어질까.높은 밀도때문에 우주선 밖 풍경을 구경하기는 커녕 1초당 1천번정도 정신없이 주위를 도는 여행을 하게 될 것이다.유영을 한다면 중력때문에 한발자국에 수십만t의 무게를 느끼게 될 것이다.하지만 그전에 우리 몸은 납작해져 버틸 수 없게 될 것이다.

중성자별은 중력이 있으면 우주의 공간도 곡면을 가진다는 아인슈타인의 상대성이론을 재확인해줬다.「1937+1」이란 펄사는 에너지손실이 거의 없어 원자시계보다 더 정확한 시계를 만들어 줄 수 있을 것으로 보인다.얼마전에는 2개의 행성을 지닌 펄사가 발견됐다.다른 별에도 행성을 거느린 태양계가 있을 수 있다는 뜻이다.중성자별의 맥동은 별의 자기장축과 회전축이 서로 달라 원추운동을 함으로써 발생하는데 그 이유는 아직도 밝혀지지 않고 있다.펄사연구는 우주에 대한 더많은 발견을 할 수 있게 해줄 것이다.<신연숙 기자>