펄서 (Pulsar)
쉽게 풀면
빠르게 도는 중성자별이 등대처럼 빛을 뿌려서, 지구에서는 일정한 간격으로 깜빡이는 신호처럼 보이는 천체입니다. 지구에서 보면 마치 등대 불빛이 규칙적으로 스쳐 지나가듯, 아주 정확한 간격으로 전파 신호가 깜빡이는 것처럼 관측돼요.
왜 중요한가
펄서의 펄스 도착 시각은 원자시계에 견줄 만큼 규칙적이어서, 쌍성 펄서의 궤도 붕괴로 일반상대성이론을 검증하고 펄서 타이밍 어레이로 나노헤르츠 중력파 배경을 탐색하는 정밀 실험에 쓰입니다. 펄스의 분산 지연량은 시선 방향 전자 밀도를 알려 주어 은하 성간물질의 3차원 분포를 재구성하는 자료가 됩니다. 펄서의 규칙적인 신호는 강한 자기장에 의해 두 자극 방향으로 좁게 방출되는 복사가 등대처럼 회전하며 관측자를 스치기 때문에 나타나며, 이 회전-등대 모형은 조슬린 벨 버넬의 관측(1967) 직후 정립되었습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
펄서 발견 초기 사례를 언급하며, 규칙적인 전파 펄스가 중성자별의 자전 주기와 직접 연결됨을 보여준다.
펄스 도착 시각의 규칙성이 얼마나 정밀하게 유지되는지를 통해 중성자별 내부 구조에 관한 간접 정보를 얻는다는 점을 보여주는 서술이다.
조금 더 깊게 보면
펄서의 주기가 일정하다는 말은 자전 에너지를 잃으며 매우 천천히 느려진다는 뜻이며, 이 감속률로부터 자기장 세기와 특성 나이를 추정하지만 이 나이는 실제 나이와 수 배 어긋날 수 있습니다. 펄스 방출 기구 자체는 발견 후 반세기가 지나도록 완전히 규명되지 않았고, 복사 빔이 지구를 스치지 않는 중성자별은 펄서로 보이지 않으므로 관측된 펄서 수는 전체의 일부일 뿐입니다. 글리치라 불리는 급격한 자전 증가는 초유체 내부와 지각의 상호작용 증거로 해석됩니다. 펄서의 자전 주기는 시간이 지나며 서서히 느려지는데(스핀다운), 그 감속률로부터 자기장 세기와 나이를 추정할 수 있어 펄서 타이밍은 정밀한 천체 시계이자 중력파 검출 도구(펄서 타이밍 배열)로도 활용된다.
주의할 점
펄서는 별개의 천체 종류가 아니라 관측 방식에 따른 중성자별의 한 관측 형태이며, 밀리초펄서처럼 주기가 극히 짧은 경우도 있다.