과거에서 온 감마선 유령: 초신성 기원 액시온꼴 입자(ALP)가 중성자별을 재가열한다
![Floating at the center of this new Hubble image is a lidless purple eye, staring back at us through space. This ethereal object, known officially as [SBW2007] 1 but sometimes nicknamed SBW1, is a nebu](/space/_next/image?url=https%3A%2F%2Fimages-assets.nasa.gov%2Fimage%2FGSFC_20171208_Archive_e001260%2FGSFC_20171208_Archive_e001260~orig.jpg&w=3840&q=75)
액시온꼴 입자(ALP)는 중심핵 붕괴형 초신성의 고온·고밀도 환경에서 대량으로 생성될 수 있으며, 질량이 초신성 온도와 10배 이내로 비슷하면 상당수가 중성자별 잔해의 중력에 묶여 남는다는 분석이 제시됐다. 이렇게 모인 ALP가 중성자별의 수명에 걸쳐 광자로 붕괴하면 별을 재가열하게 되는데, 연구진은 여러 중성자별의 측정 광도를 이용해 SN 1987A의 ALP-핵자 결합 냉각 제약을 만족시키면서도 ALP 변수 공간의 여러 영역을 배제했다. 특히 관측된 가장 차가운 중성자별 PSR J2144-3933의 온도 상한 35000 K를 적용해 1~400 MeV 질량 구간에서 ALP-광자 결합에 대한 가장 강한 상한을 도출했다. 중성자별 수명 내 ALP 붕괴로 생기는 제약의 상한선은 카시오페이아 A(Cas A)의 중성자별처럼 더 젊은 천체를 쓰면 넘어설 수 있고, 제임스웹 우주망원경(JWST) 같은 적외선 관측으로 2000 K 수준의 중성자별을 관측하면 결합은 3자리, 질량은 1자리 더 낮은 영역까지 탐사할 수 있다고 연구진은 전망했다.
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NASA