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#밀리초 펄서

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"Molten Ring" Galaxy Caption: Hubble Space Telescope's glamour shots of the universe are so revealing they nearly always have a discovery behind them. Credits: Author - Anastasio Díaz-Sánchez (Univers
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밀리초 펄서 PSR J1928+1815의 동반성 정체, 궤도주기 변화율로 가려낼 수 있다

최근 규칙적인 전파 식(eclipse) 현상이 보고된 쌍성 밀리초 펄서 PSR J1928+1815는 헬륨(He)성을 동반성으로 가질 가능성이 높다고 제안됐지만, 백색왜성(WD)일 가능성도 완전히 배제되지 않았고 성간 먼지 흡수의 불확실성 때문에 근적외선·광학 관측으로는 확인이 어렵다. 연구진은 측정된 질량함수와 전파 식에서 유도한 궤도 경사각을 토대로, 동반성이 극단적으로 무거운 백색왜성(1.4 M⊙)일 경우 중력파 방출이 만드는 궤도주기 변화율이 −(6.8~9.6)×10⁻¹³ s/s라고 계산했다. 따라서 측정값이 −9.6×10⁻¹³ s/s를 넘어서면 동반성은 1.4 M⊙보다 무거운 헬륨성으로 판정할 수 있다. 다만 헬륨성이 팽창하면 조석 상호작용으로 궤도 각운동량이 헬륨성의 자전으로 전달되어 주기 변화율에 추가 기여가 생기며, 동반성이 1.0~1.6 M⊙ 헬륨성이면 예상 변화율은 −(4.9~13.5)×10⁻¹³ s/s 범위가 된다. 이 조석 효과는 특히 1.35~1.5 M⊙ 헬륨성을 확인하는 데 도움이 되며, 연구진은 동반성이 헬륨성일 때 자전감속 광도의 최대 증발 효율을 0.006으로 제한했다.

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NGC 7000, North America Nebula - Cygnus Wall region. 5.3 h (637 x 30 s), 2025-09-20. 540 mm + ZWO ASI2600MC Pro, ASIAIR. Processing: Siril + RC-Astro BlurX/NoiseX, HDR multiscale stretch.
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X선 삼중 QPO로 중성자별 XTEJ 1807-294의 질량·각운동량 추정

강착 밀리초 펄서 XTEJ 1807-294의 X선 파워밀도 스펙트럼에서 저주파 QPO와 상·하 kHz QPO가 동시에 관측된 여러 '삼중쌍(triplet)'이 발견돼, 중심 중성자별의 질량과 비(比)각운동량을 추정할 수 있게 됐다. 연구진은 오차 전파 공식을 적용해 이 변수들의 구간 추정값을 구하고, kHz QPO에 대한 여러 모델을 각각 적용해 계산을 반복했다. 서로 다른 삼중쌍에서 얻은 한계값들의 일치 정도가 사용된 모델의 타당성을 판단하는 단서가 될 수 있다는 설명이다.

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Look at nearest galaxy through our galaxy - Andromeda galaxy Canon Eos M10 More in IG: @hv.nguyenchuong
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구상성단 M10에서 질량이 크고 이심률 높은 쌍성 밀리초 펄서 발견

중국 FAST 전파망원경 관측으로 구상성단 M10의 밀리초 펄서 PSR J1657-0406A의 타이밍 해를 구한 결과, 이 펄서는 궤도주기 약 37일, 이심률 약 0.12의 장주기·고이심률 궤도에 있는 것으로 나타났다. 근일점 이동(periastron advance)은 연간 0.00090(13)도로 측정됐으며, 일반상대성이론이 궤도 운동을 정확히 기술한다고 가정하면 전체 계의 질량은 태양질량의 2.5(6)배에 해당한다. 위치 오차 범위 내에서 광학 대응천체가 검출되지 않아 동반성이 주계열성일 가능성은 낮으며, 연구진은 궤도 이심률의 형성 경로를 고려해 헬륨 백색왜성 동반성을 선호하면서도 질량이 큰 백색왜성이나 중성자성 가능성도 완전히 배제하지는 않았다.

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오메가 센타우리 구상성단의 펄서 집단: MeerKAT·파크스를 이용한 TRAPUM 신규 탐사와 타이밍, 성단 역학

TRAPUM 연구진은 MeerKAT 관측 자료에 푸리에 영역 가속도·저크(jerk) 탐사를 적용하고 2021~2025년 MeerKAT·파크스 무리양(Murriyang) 데이터로 타이밍을 수행해, 구상성단 오메가 센타우리에서 자전주기 4.538ms, 분산척도(DM) 96.24pc/cm3의 새로운 고립 밀리초 펄서 PSR J1326-4728S를 발견했다. 기존 펄서 A~E의 타이밍 해를 갱신하고 G·H·K의 첫 타이밍 해를 구했으며, I·L·N·Q의 궤도 요소를 갱신한 결과 I·N·Q는 이전 보고보다 긴 궤도주기(1~7일)를 가졌다. B·G·H·K·L은 궤도주기 2~4시간의 '블랙 위도우'이고, I는 궤도주기 3.50일에 약 0.05 태양질량의 가벼운 동반성을, N과 Q는 약 0.25 태양질량의 동반성을 가지며 N은 궤도 이심률 e=0.093을 보인다. 페르미-LAT와 NICER 광자를 접어 고에너지 펄스를 찾았으나 개별 밀리초 펄서에서는 검출되지 않았고, 8개 펄서에서 측정된 자전주기 변화율은 킹(King) 모형 중력 포텐셜과 일치해 중심 블랙홀 질량 상한을 90% 신뢰수준에서 8×10^4 태양질량 미만으로 제시했다. 고립 밀리초 펄서 비율 58%와 쌍성 중 블랙 위도우 비율 63%는 조우율만으로 설명하기 어려워, 연구진은 다른 형성 경로나 현재보다 밀도가 높았던 환경에서 형성된 집단의 존재를 제기했다.

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Planets Everywhere Caption This artist's illustration gives an impression of how common planets are around the stars in the Milky Way. Credits NASA, ESA, and M. Kornmesser (ESO)
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극단적 이심률 중성자별 쌍성계에서 식(蝕) 현상 보이는 밀리초 펄서 PSR J0653+0443 발견

연구진은 각각 약 1.4 태양질량인 두 천체가 이심률 e=0.992387, 공전주기 79.084일의 극단적 타원 궤도를 도는 새로운 은하계 중성자별 쌍성계(DNS) PSR J0653+0443의 발견을 보고했다. 이 펄서는 85초간의 합(conjunction) 식 현상을 보여 궤도면이 거의 정면으로 누운(edge-on) 형태임을 시사하며, 근성점 이동의 단기 변동으로 -2.91~+2.49ms에 이르는 펄스 도달시간 변조가 나타나는데 이는 알려진 다른 어떤 DNS 계보다 최소 한 자릿수 이상 크다. 극단적 이심률은 두 번째 천체의 전신(前身)이 철 핵 붕괴 초신성을 겪을 때 받은 큰 킥 속도로만 설명할 수 있으며, 이런 계가 검출될 확률은 5×10⁻³ 이하로 예측돼 현재의 쌍성 진화 이론에 도전한다고 연구진은 밝혔다. 또한 이 계는 주기적 중력파 버스트를 방출하고 중력파 에너지 플럭스가 0.357mHz에서 최대가 되어, 향후 LISAmax 미션의 이상적인 관측 대상으로 꼽혔다.

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Tim Goddard, NASA Open Water Recovery Operations director, briefs U.S. Navy divers, Air Force pararescuemen and Coast Guard rescue swimmers during training in the Neutral Buoyancy Laboratory at NASA’s
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GMRT 구상성단 펄서 탐사 3편: 160개 빔 동시 탐색 파이프라인 'ORION' 공개

인도 GMRT의 구상성단 펄서 탐사(GCGPS) 2단계에서는 SPOTLIGHT 시스템으로 160개의 합성 빔을 동시에 형성해, 2개 위상배열 빔만 쓰던 1단계보다 순간 시야를 크게 넓혔으며 밴드 3과 밴드 4의 분산측도 한계를 각각 50, 150 pc/cc로 설정했다. 연구진은 데이터 처리를 위해 PULSCAN의 푸리에 영역 필터링과 PRESTO의 국소 파라미터 보정을 결합한 GPU 가속 파이프라인 ORION을 제시했고, 모의 쌍성 펄서 단일 빔 시험에서 1단계 CPU 파이프라인보다 처리 시간을 약 15~30배 단축하면서 접힘 검출 유의도는 동등하거나 더 높았다. Cycle 49 실관측 검증에서는 자전주기 약 5.4~406ms인 기존 구상성단 펄서 4개를 재검출했다. GPU 8개와 CPU 코어 64개를 사용할 때 160개 빔 전체 관측 자료를 관측 시간의 약 0.25~0.33배 만에 처리해 실시간의 3~4배 처리량을 달성했다.

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저질량 X선 쌍성의 다양성 문제, '포화 자기 제동 + 조사 구동 항성풍' 결합 모델로 통합 설명

기존 자기 제동(MB) 모델은 저질량 X선 쌍성(LMXB)의 강착률 분포, 초밀집 쌍성 형성, 궤도 팽창 등 핵심 성질을 설명하지 못해 쌍성 진화와 중력파 전구체 예측에 의문을 남겨왔다. 연구진은 자기 포화와 조사 구동 항성풍(IDW)의 결합을 제시하며, 강착으로 인한 조사가 동반성의 항성풍을 강화하고 이것이 다시 자기 제동을 증폭시킨다고 설명한다. 이 '포화 MB + IDW(SMB+IDW)' 모델은 미세 조정 없이 지속형·일시형 LMXB의 강착률 분포 재현, 초밀집 X선 쌍성 형성 설명, 후속 밀리초 펄서(MSP) 쌍성의 궤도 주기 분포 정량적 일치라는 세 가지 난제를 동시에 해결한다고 주장한다. 특히 자기 제동을 외부에서 부과된 조건이 아니라 강착 이력에 연동돼 자체적으로 조절되는 과정으로 전환시켰다는 점을 의의로 들며, 차세대 종족 합성과 중력파 전구체 예측의 물리적 기반이 될 것으로 제시했다.

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밀리초 펄서 자기권에 사극자 성분 추가 시 회전벡터모형(RVM) 편광각 예측은 어떻게 달라지나

연구진은 자전축에 대해 기울어진 중심 쌍극자와 자전축에 정렬된 중심 사극자로 구성된 정적 진공 자기권에서 자기력선을 수치 적분해, 쌍극자 자기장을 가정하는 회전벡터모형(RVM)의 편광각(PA) 곡선이 사극자 성분에 의해 어떻게 변하는지 조사했다. 쌍극자 경사각과 상대적 사극자 세기, 그리고 1밀리초와 5밀리초 두 자전주기에 대응하는 광원통 반지름을 바꿔가며 열린 자기력선 영역(OFLR)과 복사 스카이맵, PA 곡선을 계산한 결과, OFLR의 형태와 전체 면적이 크게 달라졌고 면적은 사극자 세기에 대해 단조적이지 않게 변했으며 일부 경우에는 순수 쌍극자보다 넓어졌다. PA 거동은 거의 쌍극자에 가까운 변화, 복사 고도에 의존해 중간 정도로 왜곡되어 쌍극자 RVM 피팅에 편향을 줄 수 있는 경우, 서로 다른 OFLR에서의 복사로 크게 분산되는 경우의 세 가지로 구분됐다. 저자들은 쌍극자형 PA 곡선이 반드시 순수 쌍극자 자기장을 의미하지는 않으며, 동시에 전역 사극자 성분만으로는 관측된 밀리초 펄서 PA 프로파일의 복잡성을 모두 재현할 수 없다고 결론지었다.

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그린뱅크 북천구 탐사(GBNCC) 재분석으로 펄서 51개 신규 발견… 전체 집계 964개로 갱신

연구팀은 2009년부터 2020년까지 그린뱅크 망원경으로 350MHz에서 적위 -40도 이상 하늘을 관측한 GBNCC 탐사 데이터를 FFT 기반 주기성 탐색으로 재분석해, 유망 후보 60개 중 51개를 그린뱅크와 CHIME 관측으로 신규 펄서로 확인했다. 새로 발견된 펄서는 대부분 전형적인 펄서로 자전주기는 299ms에서 4.4s, 분산척도는 10~192pc cm^-3 범위이며, 자전주기 3.2ms에 4.5일 주기 궤도를 도는 쌍성 밀리초 펄서도 포함됐다. 또한 500ms~10s 구간의 느린 펄서를 찾는 직접 접기 탐색법(DFSM)으로 FFT 후보 검토 과정에서 놓친 펄서 1개를 추가로 찾아냈다. 데이터에서 기존 펄서 855개가 재검출됐으며, 탐색 유효 매개변수 공간 내에서 FFT 탐색은 탐사 감도 한계 내 알려진 펄서의 약 98%를 회수했다. 이로써 갱신된 GBNCC 집계는 펄서 964개가 됐다.

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밀리초 펄서 PSR J0435+3233, 계층적 삼중성계로 확인

PSR J0435+3233은 다른 밀리초 펄서(MSP)보다 훨씬 큰 자전 감속률을 보여 MSP의 형성·진화 이해에 의문을 제기해 왔는데, 연구진은 이 시스템이 넓은 궤도를 도는 제3의 천체에 의한 가속 변화로 설명되는 계층적 삼중성계라고 제안했다. 전파와 감마선 관측을 이용한 펄서 타이밍 분석에서 계층적 삼중성 타이밍 모형이 관측을 잘 설명했고, 페르미 거대면적망원경(Fermi LAT) 데이터의 시작 시점인 2008년까지 거슬러 감마선 펄스를 검출했다. 고유 자전 감속률은 외부 궤도 변수와 상관되어 불확실하지만 관측값보다 최소 2자릿수 낮아 다른 은하계 MSP와 일치하는 수준으로 나타났다. 연구진은 펄서 위치에서 11mas 떨어진 별을 제3 동반성의 광학 대응천체로 지목하고, 1.5~2.5kpc 거리와 색지수로부터 이 별이 태양질량 1.2배의 F형 주계열성이라고 추정했으며, 이심률 약 0.6의 약 70년 주기 궤도를 공통 질량중심 주위로 돈다고 밝혔다. 연구진은 외부 별의 분광 관측과 지속적인 펄서 타이밍이 질량비·궤도경사 추정과 강등가원리 위반에 대한 더 엄격한 제약으로 이어질 수 있다고 전망했다.

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Silver Sliver Galaxy NGC 891
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밀리초 펄서 SAX J1808.4-3658, 폭발기부터 정지기까지 광학·전파 펄스 추적 관측

연구진은 강착 밀리초 펄서(AMSP) SAX J1808.4-3658의 2022년 폭발(outburst)과 정지기(quiescence)를 대상으로 TNG/SiFAP2 광학 관측, NICER X선 동시 관측, LCO 광학 모니터링, MeerKAT 전파 관측을 결합한 타이밍 연구를 수행했다. 폭발기에는 펄스 광도 1.3x10^30erg/s의 결 맞은 광학 펄스가 검출됐고, X선 플럭스가 감소할수록 광학 펄스 진폭이 커지는 경향이 나타나 X선과 광학 펄스 광도가 서로 반대 추세를 보였다. 두 차례 폭발기 관측에서 X선-광학 지연은 각각 0.88+-0.04ms, 0.51+-0.03ms로 측정돼 두 신호의 상대적 타이밍이 일정하지 않음을 시사했다. 연구진은 이러한 결과와 분광 에너지 분포를 근거로 광학 펄스는 상대론적 입자의 비열적 복사, X선 펄스는 중성자별 표면으로의 유도 강착이라는 서로 다른 방출 메커니즘을 지지한다고 해석했다. 정지기에는 결 맞은 광학 펄스가 검출되지 않아 광학 펄스 광도 상한값이 95% 신뢰수준에서 2.2x10^29erg/s 미만으로 제시됐고, MeerKAT 동시 관측에서도 약 10마이크로Jy까지 전파 펄스가 검출되지 않았으나 이는 연성 내 물질에 전파가 흡수되는 회전 구동 펄서의 가능성을 배제하지는 않는다.

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Artist's Illustration of Exoplanet HAT-P-11b Caption A Neptune-size planet with a clear atmosphere is shown crossing in front of its star in this artist's depiction. Credits NASA, ESA, and R. Hurt (JP
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NICER로 본 SAX J1808.4-3658의 1keV 연X선 특징, 밝기에 따라 변화

강착 밀리초 펄서 SAX J1808.4-3658의 2019년과 2022년 폭발(outburst)을 NICER로 관측해 X선 스펙트럼을 체계적으로 분석한 연구다. 오랫동안 논란이던 약 1keV 스펙트럼 특징이 0.9~1.0keV 구간에서 광원 밝기에 따라 체계적으로 변하며 연속 스펙트럼과 흑체 플럭스 모두와 강한 상관관계를 보인다는 점을 처음으로 명확히 제시했고, 이는 이 특징이 강착 과정과 직접 연결돼 있음을 뜻한다. 연구진은 두 폭발 사이에 재처리 물질의 밀도가 약 2dex 차이(2019년 log n_e ≈ 19.1, 2022년 ≈ 17.3)를 보였다고 보고했으며, 이것이 2019년의 더 강하고 넓은 특징과 2022년의 약하고 국소적인 특징을 고밀도 반사 모형과 부합하게 설명한다고 밝혔다.

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A SpaceX Falcon 9 rocket launches with NASA’s Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) spacecraft onboard from Launch Complex 39A, Thursday, Dec. 9, 2021, at NASA’s Kennedy Space Center in Florida. T
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저질량 X선 쌍성계의 강착 중성자별 — IXPE 편광 관측 포함 리뷰 논문

중성자별 저질량 X선 쌍성(NS LMXB)은 로슈로브를 채운 동반성에서 강착원반을 통해 물질을 받아 정지질량 에너지의 10~20% 수준의 효율로 중력 에너지를 방출하는 계로, 블랙홀과 달리 고체 표면과 자기장을 가져 고에너지 천체물리와 고밀도 물질 연구의 실험실이 된다. 이 리뷰는 50년간의 관측을 바탕으로 원반 외곽부터 별 표면까지의 강착 과정을 정리하고, 아톨·Z 천체, 초밀집 X선 쌍성, 강착 밀리초 펄서, 전이형 밀리초 펄서 등 주요 계열의 스펙트럼 상태와 타이밍 특성을 다룬다. 또한 열핵융합에 의한 I형 X선 폭발, 강착 물질이 감속되는 경계층·확산층, 상대론적 제트와 이온화된 원반 바람을 통한 강착-분출 순환을 검토한다. 끝으로 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer)의 X선 편광 관측이 분광만으로는 구분할 수 없는 원반·코로나·확산층·제트의 기하 구조에 대해 처음으로 새로운 제약(단, 모형 의존적)을 제공했음을 광학·적외선 편광 관측과 함께 소개한다.

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Inside the Space Station Processing Facility high bay at NASA's Kennedy Space Center in Florida, technicians prepare the Neutron star Interior Composition Explorer, or NICER, payload for final packagi
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강착 밀리초 X선 펄서 SRGA J144459.2-604207의 폭발 감쇠 단계 분광 연구

연구팀은 NICER와 스위프트(Swift) 관측 자료를 이용해 강착 밀리초 X선 펄서 SRGA J144459.2-604207의 2024년 폭발(outburst) 감쇠기와 재폭발(reflare), 정지 상태의 스펙트럼을 흡수 콤프턴화 모형으로 분석했다. 약 45년에 걸친 장기 정지 상태 X선 활동을 살펴본 결과 장기 정지 광도는 심부 지각 가열(deep crustal heating) 모형으로 설명될 수 있으며, 동반성의 코로나 활동만으로는 이 광도를 설명할 수 없다고 밝혔다. 또한 추정된 프로펠러 광도가 재폭발 및 정지 상태의 광도보다 작다는 점을 확인했고, 감쇠 과정에서 검출된 여러 재폭발 중 하나는 초고속 유출류와 전파 방출 검출과 거의 동시에 일어났다. 연구팀은 이 강착 쌍성계에서 유출류와 전파 방출, 제트 형성을 일으킬 수 있는 메커니즘을 검토했다.

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(NTF) National Transonic Facility Test 213-SFW Flow Control II, Fast-MAC Model: The fundamental Aerodynamics Subsonic Transonic-Modular Active Control (Fast-MAC) Model was tested for the 2nd time in
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FAST가 발견한 밀리초 펄서 PSR J0435+3233, 계층적 삼중성계 분석을 위한 다중 관측 통합 기법 제시

FAST가 발견한 밀리초 펄서 PSR J0435+3233은 비정상적으로 큰 겉보기 자전 감속률을 보이는데, 이는 멀리 떨어진 동반성에 의한 시선 방향 가속의 영향일 가능성이 제기됐다. 최근 연구에 따르면 이 천체는 궤도주기 약 8일의 펄서-헬륨 백색왜성 내부 쌍성과, 이심률이 큰 약 74년 주기 궤도를 도는 G형 준거성 제3성으로 이뤄진 계층적 삼중성계다. 연구진은 내부 궤도를 평균화하면서 외부 궤도의 순간 위상은 유지하는 단일 평균화(SA) 기법을 개발해, 제3성이 유발하는 시간 의존적 사중극 섭동을 포착하고 이를 펄서 타이밍 분석에 통합했다. 이 기법으로 현재 유효한 두 기하학적 해(Tv1, Tv2)를 전방 전파한 결과, 두 구성은 향후 수년 내 FAST 관측으로 구별 가능해지며 유효 투영 반장축 x_1,eff가 가장 먼저 구별 가능한 관측량이 될 것으로 예측됐다. 연구진은 또한 이 틀을 제3성의 분광 시선속도 및 측성 변화 예측으로 확장해 FAST 타이밍, LAMOST 시간영역 분광, 가이아(Gaia) 측성 자료를 연결했다.

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NICER engineer Steven Kenyon installs an X-ray detector onto the payload’s detector plate. The detectors are protected by red caps during installation because they are very sensitive to dust and other
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중성자별 PSR J0740+6620, 자기장 구조와 질량·반지름 동시 추정 연구

연구진은 NICER와 XMM-뉴턴(XMM-Newton) 관측 자료를 이용해 대질량 밀리초 펄서 PSR J0740+6620의 질량·반지름과 자기장 구조를 동시에 추정했다. 중심 축대칭 쌍극자-사중극자 모형과 이동 쌍극자 모형을 비교한 결과 이동 쌍극자 모형이 Δln Z=5.65(베이즈 인자 약 285)로 우세했으며, 질량 2.059(+0.068/-0.069) 태양질량, 반지름 13.28(+1.47/-1.07)km를 얻었다. 두 경우 모두 X선 방출 영역이 중심 쌍극자를 기준으로 계산한 force-free 극관보다 훨씬 작아야 했는데, 연구진은 이것이 자기권 전류에서 관측 가능한 X선 방출로 이어지는 과정에 아직 규명되지 않은 물리가 있음을 시사한다고 밝혔다.

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(NTF) National Transonic Facility Test 213-SFW Flow Control II, Fast-MAC Model: The fundamental Aerodynamics Subsonic Transonic-Modular Active Control (Fast-MAC) Model was tested for the 2nd time in
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FAST로 관측한 밀리초 펄서 PSR J1857+0943, 성분별 준주기적 방출 변동 확인

연구팀은 500미터 구경 구면 전파망원경(FAST)의 높은 감도를 이용해 밀리초 펄서 PSR J1857+0943의 단일 펄스 변동성을 분석하고, 주펄스(main pulse)와 인터펄스(interpulse)에서 서로 구별되는 변동 양상을 처음으로 검출했다고 보고했다. 펄스 경도별 분석에서 두 영역 모두 준주기적 세기 변조가 나타났으며, 인터펄스의 특성 변조 시간척도는 주펄스 후미 부분에서 관측된 값의 약 두 배였다. 또한 자전주기 1회에 해당하는 지연에서 주펄스 후미 방출과 인터펄스 사이에 약한 역상관관계가 확인돼, 서로 멀리 떨어진 두 펄스 경도 영역이 공통의 자기권 과정에 영향을 받을 가능성이 제시됐다. 연구팀은 1.25GHz에서 1시간 지터 잡음을 σ_J,1h = 73.2±1.5 ns로 측정했으며, 이는 기존 측정값과 일치한다.

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NICER engineer Steven Kenyon prepares seven of the 56 X-ray concentrators for installation in the NICER instrument. The payload’s 56 mirror assemblies concentrate X-rays onto silicon detectors to gat
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중성자별의 후퇴형 다극 자기장 모형, NICER 밀리초 펄서 J0030+0451에 적용

NICER 관측은 밀리초 펄서(MSP) 표면의 X선 고온점을 설명하려면 쌍극자가 아닌 자기장이 필요함을 시사하는데, 연구진은 기존의 정적 진공 오프셋 쌍극자+사중극자 모형 대신 회전 효과를 반영한 후퇴형(swept-back) 진공 다극 자기장(SVM2F)을 도입해 MSP J0030+0451을 분석했다. 벡터 구면조화함수로 전개한 이 모형은 힘없는(force-free) 해에 더 가까우며, 팔중극자 항까지 포함한 광도곡선으로 신경망 대리모형을 학습시켜 MCMC 표본추출 속도를 물리 모형 직접 계산 대비 약 10³배 높였다. 그 결과 중심에 위치한 후퇴형 다극 자기장이 팔중극자 항까지 포함하면 J0030의 볼로메트릭 열적 X선 광도곡선을 충분히 재현하는 것으로 나타났다. 연구진은 이 방법을 다른 밀리초 펄서로 확장해 중성자별의 질량·반지름, 나아가 상태방정식을 제약할 수 있다고 밝혔다.

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A photo taken during the NICER range-of-motion test at NASA’s Goddard Space Flight Center shows the photographer’s reflection in the mirror-like radiator surface of the detector plate. Teflon-coated s
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하이브리드 별의 r-모드 불안정성, 베이지안 추론으로 점성 소산 시간 규모 추정

연구진은 강입자 물질과 쿼크 물질이 섞인 혼합상을 가진 두 층 구조의 하이브리드 별을 모델링하고, 저질량 X선 쌍성(LMXB) 타이밍 관측과 NICER 미션의 질량-반지름 제약을 결합한 베이지안 추론으로 r-모드 감쇠에 관여하는 전단 점성과 부피 점성의 소산 시간 규모를 추정했다. 그 결과 전단 점성 시간 규모는 $\tau_s=(4.99^{+0.49}_{-0.52})\times10^8 T^{5/3}$초, 부피 점성 시간 규모는 $\tau_B=(2.150^{+1.23}_{-0.60})\times10^{19}$초 규모로 얻어졌다. 이 값을 적용하면 별의 최소 회전 진동수는 질량 1.5 태양질량일 때 온도 0.259MeV에서 451.87Hz, 1.75 태양질량일 때 0.234MeV에서 517.47Hz로 나타났다. 저자들은 이렇게 도출한 불안정성 창이 XTE J0929-314, XTE J1807-294, J0437-4715, J2124-3358 등 전파 및 LMXB 밀리초 펄서에서 관측된 안정성을 설명한다고 밝혔다.

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This image shows the Parkes telescope in Australia, part of the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization. Researchers used the telescope to detect the first population of radio bur
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밀리초 펄서 PSR J0437-4715에서 연속된 두 차례 프로파일 변화 현상 발견

호주 CSIRO 파크스 전파망원경(Murriyang)의 초광대역 저주파 수신기로 약 7년간 관측한 자료를 분석해, 가장 가깝고 밝은 밀리초 펄서 PSR J0437-4715에서 동일한 위상 국소적 형태 변화를 보이는 두 차례의 연속적인 프로파일 변화 현상이 발견됐다. 밀리초 펄서에서 이런 거동이 보고된 것은 처음으로, 두 현상 모두 펄스 프로파일의 세 개 위상 영역에 영향을 미쳤으며 이들 영역은 서로 연동되면서 반상관된 시간적 변화를 보였다. 연구진은 수신기의 편광 특성이 장기적으로 표류하면서 생긴 편광 보정 오차에 따른 계통적 프로파일 변동도 확인해 보정했다. 프로파일 변화는 총강도에서 주파수 의존적 변화를 보였고 선편광·편광각·선편광률에서도 변화가 나타나, 이 현상이 성간물질에 의한 전파 효과가 아니라 자기권에서 기원했음을 뒷받침한다.

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The largest NASA Hubble Space Telescope image ever assembled, this sweeping bird’s-eye view of a portion of the Andromeda galaxy (M31) is the sharpest large composite image ever taken of our galactic
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GRAINE 2023 원자핵건판 감마선 망원경, 은하중심 초과(GCE)를 서브-GeV 대역에서 첫 탐색

GRAINE 실험은 100MeV에서 1도, 1GeV에서 0.1도의 높은 각분해능을 가진 원자핵건판 감마선 망원경으로 은하중심 초과(GCE)의 기원을 밝히는 것을 목표로 하며, 2023년 비행 데이터를 이용해 은하중심 1도 이내 영역을 75~300MeV 대역에서 탐색했다. 유의미한 초과는 관측되지 않았으나, 은하중심을 중심으로 한 반경 1도 영역에 대해 2시그마 신뢰수준에서 GCE 플럭스 상한 1.70×10^-7 GeV cm^-2 s^-1을 얻었다. 이 상한은 넓은 ROI와 NFW 프로파일을 가정한 기존 페르미-LAT(Fermi-LAT) 관측에서 추정된 은하중심 부근 GCE 플럭스와 일치하며, 일부 모형을 제한하지만 통계량이 부족해 암흑물질 쌍소멸 시나리오와 밀리초 펄서 시나리오를 구분하지는 못한다. 연구진은 이번 관측을 바탕으로 향후 GRAINE 실험의 예상 감도를 추정하고 예측된 GCE 스펙트럼과 비교해 기원 규명 가능성을 제시했다.

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스파이더 펄서 후보 2개 광학 추적 관측: 하나는 조사(照射) 받는 레드백, 다른 하나는 이중 적색거성 가능성

연구진은 스파이더 펄서 후보 2FGL J0846.0+2820(공전주기 8.1일)과 4FGL J0935.3+0901(공전주기 2.4시간)을 광학으로 추적 관측하고 적외선·X선·감마선 특성을 함께 분석했다. J0846은 광학 궤도 광도곡선이 2023년 이중 피크에서 2024년 단일 피크로 바뀌었고, 분광에너지분포에서 광학(T≈6000K, R≈1.8 태양반지름)과 적외선(T≈3400K, R≈5.2 태양반지름)을 지배하는 두 흑체 성분이 나타나, 연구진은 진짜 펄서 후보가 아니라 분리형 이중 적색거성일 가능성을 제시했다. 반면 J0935는 동반성의 상합 부근에서 광도가 최대가 되고 색과 추정 온도가 높아져 펄서로부터의 강한 조사 효과를 시사했으며, 동반성 기저 온도를 4000~4600K로 제한해 '펄서 상태의 레드백 스파이더'라는 분류를 뒷받침했다. 현재 은하계 내에서는 100개가 넘는 스파이더 시스템이 알려져 있으며 이 중 30개 이상은 펄스가 검출되지 않은 후보다.

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A stunning cosmic cloud formation in deep space, showcasing vibrant colors and interstellar beauty.
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MeerKAT S-밴드 첫 구상성단 펄서 탐사, 새 밀리초 펄서 4개 발견

연구진은 MeerKAT 전파망원경의 S-밴드(약 2.4GHz)를 이용해 구상성단 14개를 대상으로 첫 펄서 탐사를 수행했다. 기존에 알려진 펄서 39개를 재검출했고, Glimpse-C01 성단에서 새로운 밀리초 펄서 4개(J1848-0129C, D, E, F)를 발견했다. J1848-0129C는 약 5일 주기 궤도의 엄폐(eclipsing) 밀리초 펄서로 '헌츠맨 쌍성'으로 분류되는 장주기 계열에 속하며, J1848-0129D는 약 3.4일의 거의 원형 궤도에서 태양질량 약 1배의 무거운 백색왜성 동반성을 가진다. 성단 내부 분산척도(DM) 퍼짐은 전경 DM이 클수록 커지는 경향이 나타나, 높은 DM 성단에서 좁은 DM 탐색 범위는 최적이 아닐 수 있다고 연구진은 지적했다. 검출·미검출 결과로부터 단일 관측 기준 MeerKAT S-밴드 타이드어레이 검출 한계는 약 10~20마이크로Jy 수준으로 추정됐다.

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NASA image release July 3, 2012 Caption: Resembling a Fourth of July skyrocket, Herbig-Haro 110 is a geyser of hot gas from a newborn star that splashes up against and ricochets off the dense core of
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미어캣 펄서 타이밍 어레이, 밀리초 펄서 18개에서 장기 펄스 프로파일 변동 포착

연구진은 6년간 축적된 미어캣 펄서 타이밍 어레이(MeerKAT Pulsar Timing Array) 관측 자료로 밀리초 펄서 84개를 2차원 가우시안 프로세스 기법으로 분석해, 이 가운데 18개에서 장기적인 펄스 프로파일 변동을 검출했다. 이 중 6개는 성간 산란으로 설명되는 주파수 의존적(chromatic) 변동이었고, 나머지 12개는 주파수에 거의 무관한 변동을 보여 펄서 자체의 방출 과정이 변하고 있음을 시사한다. 신호대잡음비에 따른 검출 편향을 보정하면 밀리초 펄서의 최소 40%가 95% 신뢰수준에서 내재적 프로파일 변동을 보이는 것으로 추정된다. 연구진은 일반 펄서에서 알려진 자전감속률(ν̇) 전환과의 연관성을 확인하려 했으나 통계적으로 유의미한 검출은 없었으며, 시뮬레이션 결과 예상되는 변동폭이 현재 데이터의 감도 아래에 머무는 것으로 나타났다. 펄스 프로파일 변동은 도달시각 측정을 왜곡해 나노헤르츠 중력파 탐색 감도에 영향을 줄 수 있는 만큼, 향후 고정밀 펄서 타이밍 실험에서 명시적으로 모델링돼야 한다는 결론이다.

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This image is an all-sky infrared map consisting of data taken by previous missions: the Infrared Astronomical Satellite; NASA Cosmic Background Explorer; and the Two-Micron All-Sky Survey.
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연속 중력파의 다중신호 탐지 가능성 연구: 근미래 및 차세대 검출기 전망

연속 중력파(continuous gravitational waves)의 탐지 가능성을 기존 이론적·관측적 논거를 알려진 천체와 미래 중력파 검출기에 체계적으로 적용해 평가한 연구다. 강착 중성자별의 스핀이 중력파 방출로 조절된다는 주장이나 밀리초 펄서가 강착 물질에 묻힌 젊은 펄서의 자기장을 지닌다는 주장 중 하나라도 성립한다면, 현 검출기의 근미래 업그레이드로 연속 중력파 첫 검출이 가능하고 코스믹 익스플로러(Cosmic Explorer)·아인슈타인 망원경(Einstein Telescope) 같은 차세대 검출기로는 다수의 검출이 예상된다고 밝혔다. 향후 수년간 검출이 없다면 현재의 밀리초 펄서 형성 이론에 심각한 의문이 제기될 것이라고 연구진은 지적했다.

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Captivating image of the Veil Nebula showcasing cosmic beauty and star formations.
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밀리초 펄서와 짝을 이룬 가장 젊은 백색왜성 발견 — 구상성단 NGC 362의 NGC 362D

허블우주망원경(HST)의 심층·다파장·다시기 관측을 통해 구상성단 NGC 362에서 최근 발견된 밀리초 펄서(MSP) NGC 362D의 광학 짝별이 확인됐다. 연구진은 이 천체가 아직 냉각 이전 단계에 있는 약 0.18 태양질량의 헬륨 백색왜성이며, 쌍성 진화 모형과의 비교 결과 약 0.6 Gyr 전에야 질량 이동 단계를 마친 것으로 나타나 지금까지 확인된 밀리초 펄서의 백색왜성 짝별 가운데 가장 젊다고 밝혔다. 또한 이 천체는 이 부류에서 처음으로 파장에 따라 달라지는 뚜렷한 측광 변화를 보였는데, 이는 잔여 성주물질(circumstellar material)의 존재와 부합한다. 연구진은 이러한 잔여 물질이 비축퇴 짝별을 가진 계와 유사한 전파·광학적 신호를 만들어낼 수 있어 젊은 밀리초 펄서가 잘못 분류될 가능성이 있다고 지적했다.

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암흑물질이 유발하는 밀집성의 블랙홀 전환, 그 시간 척도를 해석적으로 계산

밀집성에 포획된 초중량 비대칭 암흑물질이 열화·자체 중력 붕괴를 거쳐 내부기생 블랙홀(EBH)을 형성하고, 이 EBH가 성장해 모항성을 블랙홀로 전환시키는 시간 척도를 해석적으로 유도한 연구다. 연구진은 EBH 성장 방정식을 풀면서 항성 물질의 본디 강착, 호킹 증발, 정상상태 포획에 따른 지속적 암흑물질 공급을 함께 고려했고, 유체역학적 기술이 무너지는 영역에서는 바리온 강착의 양자 효과를 반영해 입자·유체 영역을 아우르는 통합적 처리를 제시했다. 오래된 밀리초 펄서는 약 10억 년(1 Gyr), 백색왜성은 약 100억 년(10 Gyr) 이상 전환 시간이 걸려야 한다는 조건으로부터 암흑물질 질량 10^6~10^14 GeV 구간에서 암흑물질-핵자 산란 단면적에 대한 수정된 제한을 도출했다. 또한 초기 질량이 약 4×10^4 kg에 불과한 EBH도 지속 성장할 수 있음을 보여, 밀집성으로 탐색 가능한 암흑물질 매개변수 공간을 넓혔다.

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Beautiful view of Jupiter surrounded by stars in deep outer space.
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쌍성 밀리초 펄서 PSR J2144-5237에서 기가헤르츠 피크 스펙트럼의 궤도 진화 증거 포착

연구진은 파크스(Parkes) 초광대역 저주파 수신기로 약 10일 주기의 궤도를 조밀하게 관측한 약 50시간의 자료를 이용해 704MHz~4GHz 구간에서 쌍성 밀리초 펄서 PSR J2144-5237의 기가헤르츠 피크 스펙트럼(GPS) 전환 주파수를 측정했다. 그 결과 1번째와 2번째 펄스 성분 모두에서 전환 주파수가 궤도 위상에 따라 체계적으로 변조되는 현상이 확인됐으며, 서로 다른 방출 영역에서 나온 두 성분이 유사한 변화 경향을 보인 점은 이 변동이 쌍성 내부 환경을 통과하는 전파 과정에 의해 결정됨을 시사한다. 연구진은 이러한 큰 궤도 변조가 동반성과 연관된 자화 플라스마에서의 사이클로트론 공명 흡수로 설명되며 다른 흡수 메커니즘으로는 재현되지 않는다고 밝혔다. 이 모형을 적용하면 펄서 항성풍의 전자 밀도 분포와 동반성의 자기장 세기, 흡수 플라스마 및 쌍성계의 기하 구조에 제약을 걸 수 있다.

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NASA's Fermi Closes on Source of Cosmic Rays New images from NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope show where supernova remnants emit radiation a billion times more energetic than visible light. The
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고속 광도계 SiFAP2로 '스파이더' 밀리초 펄서의 광학 펄스 탐색 — 검출 없음

연구진은 갈릴레오 국립망원경(TNG)에 장착된 SiFAP2 광도계로 궤도주기 1일 미만의 근접 쌍성계 회전동력 밀리초 펄서(레드백·블랙위도우) 표본에서 광학 주기 신호를 탐색했다. 나사이(Nançay)·GMRT·파크스 천문대·페르미-LAT(Fermi-LAT) 관측을 활용해 다섯 개 시스템의 전파·감마선 성간거리 요소(에페메리스)를 갱신하거나 확인했으나, 3σ 신뢰수준을 넘는 광학 펄스는 어느 탐색에서도 검출되지 않았다. 이로써 광학 펄스 등급과 변환 효율에 엄격한 상한값이 설정됐으며, 이 상한은 레드백 PSR J2339-0533의 펄스 광학 광도와 부합한다. 레드백·블랙위도우 계는 강착·전이형 밀리초 펄서에 비해 자전 감속 에너지를 펄스 광학 방출로 바꾸는 효율이 훨씬 낮아, 중성자별 주위 강착 원반이 밝은 광학 펄스를 만드는 입자 가속에 관여한다는 최근 가설을 뒷받침한다.

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When astronomers first looked at images of a supernova remnant called Cassiopeia A, captured by NASA NuSTAR. The mystery of Cassiopeia A Cas A, a massive star that exploded in a supernova more than 11
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찬드라·NuSTAR로 밀리초 펄서 2기 첫 X선 검출, 젊은 중성자별 특성도 갱신

연구진은 찬드라(Chandra)와 NuSTAR의 신규·아카이브 데이터를 이용해 오래된 밀리초 펄서 2기, 젊고 강력한 펄서 1기, 젊은 중성자별 1기를 분석했다. 탄소-산소 백색왜성 동반성을 가진 4.55ms 전파 펄서 PSR J1810-0623을 새 찬드라 HRC-I 관측으로 X선에서 처음 잠정 검출했으며, 어두운 밝기는 분산 척도로 추정된 거리 중 먼 쪽(약 1kpc)에 더 부합한다. 3.54ms 펄서 PSR J1933-6211도 아카이브 HRC-S 영상에서 처음 검출됐고 X선 광도는 태양질량 1.9배 펄서 PSR J1614-2230과 비슷했다. 스핀다운 광도가 가장 높은 축에 드는 1~2kyr 펄서 PSR J1813-1749는 2025년 NuSTAR와 2026년 찬드라 ACIS-S 자료로 자전주기 44.7ms를 측정하고 3~79keV 펄스 프로파일을 처음 제시했으며, 펄서와 펄서풍 성운의 스펙트럼은 2018년과 2025년 관측 사이에 유의미한 변화가 없었다. 초신성 잔해 G18.95-1.1 내 5~10kyr 중성자별 CXOU J182913.1-125113은 2009년과 2024년 ACIS-I 관측을 결합해 스펙트럼을 더 정밀하게 측정했다.

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Captivating image of the Dumbbell Nebula (M27) among a myriad of stars in deep space.
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GMRT 남천 서베이, 1일 주기 헬륨 백색왜성 동반 밀리초 펄서 J2101-4802의 궤도 변동성 관측

GMRT(Giant Metrewave Radio Telescope)로 발견된 밀리초 펄서 PSR J2101-4802는 자전 주기 9.48ms, 분산 척도 25.05 pc cm^-3를 가지며, 3.7년간의 타이밍 관측 결과 중앙값 질량 약 0.15 태양질량의 헬륨 백색왜성으로 추정되는 동반성과 약 1일 주기의 쌍성 궤도를 이루는 것으로 확인됐다. 연구진은 이 계의 궤도 주기 변화율(약 10^-11 s/s)이 은하계 내 일반적인 밀리초 펄서-헬륨 백색왜성 쌍성보다 이례적으로 크며, 슈클로프스키 효과나 은하 가속 같은 운동학적 요인이나 일반상대론적 감쇠로는 설명되지 않는다고 밝혔다. 광대역 전편광 관측으로 궤도 위상에 따른 선편광·원편광 변화를 추적하고 회전 벡터 모델(RVM)을 적용해 자기 경사각과 충돌 각도 등 방출 기하 구조에 대한 제약을 얻었다. 연구진은 약 1일 궤도, 0.15 태양질량 동반성, 크지 않은 스핀다운 파워, 이례적으로 큰 궤도 주기 변화율, 위상 고정된 자화 쌍성간 플라스마 신호를 종합할 때 이 천체가 레드백 유형의 '스파이더' 펄서와 분리형 헬륨 백색왜성 밀리초 펄서 쌍성을 잇는 전이 단계의 계일 가능성을 제시했다.

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Vibrant cosmic nebula in space with stars, a stunning celestial wallpaper.
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구상성단 속 고립 밀리초 펄서의 기원은 '연성 이온화'

밀리초 펄서(MSP)는 밀집 쌍성계에서 재가속(recycling)을 통해 만들어진다는 것이 정설이지만, 구상성단에서는 상당수가 동반성 없는 고립 천체로 관측돼 그 기원이 미해결 과제로 남아 있었다. 연구진은 국부 항성 밀도 n, 속도 분산 σ, 쌍성 간격 a, 헤기-힐스 이온화 반경 a_H를 반영한 쌍성당 조우율 Λ ∝ na/(σa_H)를 제안하고, 여기에 MSP에 의한 동반성 삭마(ablation)를 결합해 관측된 고립 MSP 비율을 예측했다. 그 결과 고립 MSP 비율이 a_H에 무관하다는 귀무가설보다 이온화 기반 모형이 220배 더 그럴듯한 것으로 나타났으며, 오메가 센타우리(ω Centauri)에서 고립 MSP가 유난히 많이 관측되는 현상도 이 틀로 자연스럽게 설명된다고 밝혔다.

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