중성자별 충돌 '다중신호 천문학'으로 첫 규명

국내 연구진을 포함한 국제공동연구팀이 중력파와 전자기파 관측을 동시 수행하는데 성공해 중성자별의 충돌로부터 일어나는 물리적 과정을 규명하는데 성공했다.

한국천문연구원은 한국중력파연구협력단이 포함된 국내외 연구진이 지난 8월17일 중성자별 충돌에 의한 중력파 발생 현상을 관측하고 이후 발생한 감마선 폭발 현상과 가시광선 등 전자기파 신호를 차례로 관찰·관측하는데 성공했다고 16일 밝혔다.

이번 연구결과는 중력파를 이용한 중성자별 쌍성을 최초로 관측함으로서 중성자별 충돌 현상에 대한 이해를 획기적으로 높이는 동시에 중력파·전자기파·입자 신호의 동시 관측으로 중력파를 포함한 다중신호 천문학이라는 분야를 태동시켰다는 점에서 의의를 지닌다는 평가다. 이번 연구는 16일 세계적인 학술 잡지인 ‘네이처’에 두 편이 게재되는 것을 비롯해 천문학·물리학 분야 최상위급 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터스’와 ‘천체물리학 저널 레터스’ 등 다수의 저널에 게재 또는 게재될 예정이다.

이번 연구결과로 블랙홀 충돌로부터 나오는 중력파 발견에 이어 중성자별의 충돌에 의한 중력파를 라이고(LIGO·레이저 간섭계 중력파 관측소)와 비르고(Virgo·중력파 검출기)로 처음으로 검출함은 물론 감마선·X-선·가시광선에서도 이 중력파 천체를 포착하는 데 최초로 성공해 중성자별 충돌의 증거로 예측돼 온 ‘킬로노바 현상(신성의 1,000배 정도 에너지를 내는 현상)’의 진행 과정도 규명할 수 있게 됐다.

한국중력파연구협력단을 이끄는 이형목 서울대 교수는 “천문학 난제였던 중성자별 충돌 현상을 이번에 단숨에 규명한 것처럼 다중신호 천문학 연구를 통해 우주론, 중력, 밀집천체 등의 천체물리학 제반 연구 분야에서 획기적인 발견들이 이뤄질 것”이라고 전망했다. /성행경기자 saint@sedaily.com