질량 간극의 보이지 않는 천체, 중성자별도 블랙홀도 아니다

보이지 않는 천체의 정체는?

Science Advances에 실린 연구의 저자들은 처음에 중성자별로 짐작했습니다. 중성자별은 질량이 큰 별이 초신성으로 폭발할 때 생기는 아주 밀도 높은 천체입니다. 워낙 작아서 일반적인 장비로는 빛을 재기 어렵습니다. 보통 질량은 태양의 1.4배입니다.

그런데 이번 천체는 태양 질량의 1.8~2.8배로 추정되고, 가장 가능성 높은 값은 2.2배입니다. 중성자별로는 너무 무겁습니다. 그렇다고 블랙홀로 보기에는 가볍습니다. 가벼운 블랙홀도 태양의 최소 3배는 되기 때문입니다.

연구는 이 천체가 중성자별과 블랙홀 사이의 "질량 간극"에 있을 가능성이 있다고 밝혔습니다. 아주 무거운 중성자별이거나 극도로 가벼운 블랙홀이라는 뜻입니다. 연구에 따르면 초대질량 중성자별일 가능성이 더 높습니다. 이런 천체는 별이 보통 블랙홀로 붕괴하는 한계 근처의 질량이라 꽤 드뭅니다.

어떻게 생겼을까

연구진도 아직 답을 갖고 있지 않습니다. 쌍성계에서는 중성자별이 짝별의 물질을 빨아들여 무거워지기도 합니다. 하지만 이 계에서는 적색거성과 짝별의 궤도가 너무 멀어서 물질이 직접 오갔다고 보기 어렵습니다.

대신 원래 별 세 개로 이루어진 계였을 가능성이 있습니다. 중성자별 두 개, 또는 중성자별과 보통 별이 합쳐져 무거운 천체 하나가 됐을 수 있다는 설명입니다. 연구진은 평범한 초신성에서도 이런 무거운 중성자별이 생길 수 있는 가능성을 배제하지 않습니다. 극단적으로 무거운 천체에 대한 지식에는 아직 큰 빈틈이 있다는 이야기입니다.