PSR B1919+21

1. 개요

PSR B1919+21은 1967년 조셀린 벨 버넬이 발견한 최초의 펄서로, 약 1.337초마다 0.04초 간격의 펄스를 방출한다. 이 신호의 규칙성 때문에 처음에는 외계 문명의 신호로 오인되기도 했으나, 이후 빠르게 회전하는 중성자별임이 밝혀졌다. 1974년 안토니 휴이시는 이 발견으로 노벨 물리학상을 수상했으며, 펄서의 전파 펄스 이미지는 조이 디비전의 앨범 표지로 사용되는 등 대중문화에도 영향을 미쳤다.

2. 발견

1967년 앤터니 휴이시와 조슬린 벨 버넬은 케임브리지 대학교에서 퀘이사의 전파 신호를 찾던 중, 여우자리 방향에서 매우 규칙적인 신호를 발견했다. 이 신호는 항성일 주기로 강도가 변동하여 지구에서 발생한 것이 아님이 밝혀졌다. 처음에는 외계 문명의 신호로 추정되어 '리틀 그린 맨(LGM-1)'으로 불렸으나, 이후 중성자별의 특성으로 인해 발생하는 펄스 현상으로 밝혀졌다. 이 천체는 CP 1919로 명명되었고, 이러한 종류의 천체를 펄서라고 부르게 되었다. 앤터니 휴이시는 이 발견으로 1974년 노벨 물리학상을 수상했다.

2.1. 발견 과정

1967년 조셀린 벨은 영국 케임브리지의 멀라드 전파 천문관측소에 있는 행성간 섬광 배열 안테나를 통해 약 1.337302088초마다 반복하여 0.04초가량의 펄스를 방출하는 천체를 발견하였다. 전파원의 위치는 천구좌표계의 적경, 적위 +21°였다. 매우 규칙적인 신호가 계속 관찰되었기 때문에 처음에는 전자기적인 잡음이 아닌가 추측되었으나, 곧 천문 현상임이 밝혀졌다. 발견자들은 이 신호가 외계 문명에서 비롯되었을 수 있다고 생각하여 농담 삼아 리틀그린멘-1(LGM-1)이라는 별칭을 붙였다. 그러나 벨은 하늘의 다른 구역에서도 이러한 천체가 많이 있다는 것을 발견하고 외계 생명체 가설을 배제하였다.

CP 1919로 명명된 이 전파원은 최초로 발견된 펄사이다. 벨은 다른 천문학자들도 자신보다 먼저 이러한 신호를 발견했을 수 있지만, 관측을 대수롭지 않게 여기고 무시했을 것이라고 언급했다. 토머스 골드와 프레드 호일은 펄사가 빠르게 회전하는 중성자별이라고 예측하였다. 펄사의 정체가 알려지기 전까지 벨과 그의 지도교수 안토니 휴이시는 이 신호가 외계 생명이 보낸 것일 수도 있다고 생각했다.

1967년 앤터니 휴이시와 조슬린 벨 버넬은 케임브리지 대학교 부지 내에 있는 전파 망원경으로 퀘이사의 전파 신호를 찾던 중, 여우자리 방향에서 매우 규칙적인 신호를 발견했다. 이 신호는 태양일(24시간 0분)이 아닌 항성일(23시간 56분) 주기로 강도가 변동하여, 지구상의 신호가 아님이 밝혀졌다. 신호는 1.3373011922초마다 발신되었으며, 100억 분의 1초까지 일치하는 매우 규칙적인 주기 때문에 외계 문명의 신호로 생각되어 LGM-1(리틀 그린 맨)이라고 명명되었다. 그러나 이후 중성자별의 자기장과 자전축 불일치로 인해 정확한 주기로 펄스가 방출되는 현상으로 밝혀졌고, LGM-1은 "적경 19^h19^m(원기 B1950.0) 부근의 케임브리지 펄서"라는 의미의 CP 1919로, 이 천체는 펄서로 명명되었다. 앤터니 휴이시는 이 발견으로 1974년 노벨 물리학상을 수상했다.

2.2. 펄사의 정체

1967년 조셀린 벨은 영국 케임브리지의 멀라드 전파 천문관측소에서 행성간 섬광 배열 안테나를 통해 매우 규칙적인 펄스를 방출하는 천체를 발견했다. 이 펄스는 약 1.337302088초마다 반복되었고, 0.04초가량 지속되었다. 처음에는 전자기적 잡음으로 생각했으나, 곧 천문 현상임이 밝혀졌고, '리틀그린멘-1 (LGM-1)'이라는 별칭이 붙여졌다. 이는 외계 문명의 신호일 가능성을 염두에 둔 농담이었다.

CP 1919로 명명된 이 전파원은 최초로 발견된 펄사였다. 토머스 골드와 프레드 호일은 펄사가 빠르게 회전하는 중성자별이라는 가설을 제시했다.

펄사의 정체가 밝혀지기 전, 벨과 그의 지도교수 안토니 휴이시는 이 신호가 외계 생명이 보낸 것일 수도 있다는 생각을 했다.

> 우리는 발견한 신호가 정말 다른 문명에서 온 것이라고 믿지는 않았지만, 이것이 온전히 자연적인 전파 방출이라는 증거가 없는 상태에서 우리 마음 한 켠에는 그런 생각이 들 수 밖에 없었다. 그야말로 흥미로운 문제였다. 만약 우리 둘 중 한 사람이 이것을 우주의 다른 한 켠에서 온 신호라고 생각한다면, 그 결과에 대해 어떻게 책임을 지고 발표 할 수 있을까? 누가 먼저 말을 꺼내지?

3. 노벨상 논란

1974년 앤터니 휴이시가 마틴 라일과 함께 전파천문학에 대한 공헌과 펄서의 발견으로 노벨 물리학상을 수상했을 때, 휴이시는 조셀린 벨 버넬도 함께 수상을 해야 한다고 주장하였다. 그러나 버넬은 노벨상을 받지 못했다. 휴이시의 동료 천문학자 프레드 호일도 조슬린 벨 버넬이 공동 수상자가 되어야 한다고 주장했다.

PSR B1919+21은 1967년 앤터니 휴이시와 조셀린 벨 버넬에 의해 발견되었다.

4. 과학적 특징

PSR B1919+21은 약 1.337초로 자전하는 중성자별이며, 0.04초의 펄스폭을 가진다. B1950.0에 기반한 이름 때문에, 현재 사용되는 기원 J2000.0에서는 "PSR J1921+2153"으로 불린다. 질량은 태양의 1.4배이지만, 지름은 10만분의 1 정도밖에 안 되어 밀도는 1cm³당 7억 톤을 넘는다. 나이는 1600만 년으로 추정된다. 표면 중력은 지구의 2000억 배이며, 탈출 속도는 광속의 2/3에 달한다.

자전 주기는 1.337301192269±6×10⁻¹²초로 매우 정확하며, 100억 분의 1초까지 정밀하게 측정되었다.

4.1. 물리적 특성

PSR B1919+21은 약 1.337초로 자전하는 중성자별이며, 0.04초의 펄스폭을 가진다. 이 펄서의 이름은 B1950.0에 기반하여 붙여졌으며, 현재 사용되는 기원 J2000.0에서의 이름은 "PSR J1921+2153"이다. PSR B1919+21의 질량은 태양의 1.4배이지만, 지름은 태양의 10만분의 1 정도밖에 되지 않을 것으로 추정된다. 따라서 밀도는 1cm³당 7억 톤을 넘는다. PSR B1919+21은 약 1600만 년 전에 생성된 것으로 추정되며, 표면 중력은 지구의 2000억 배이고, 탈출 속도는 광속의 2/3에 달한다.

PSR B1919+21의 자전 주기는 1.337301192269±6×10⁻¹²초로 매우 정확하며, 100억 분의 1초까지 정밀하게 측정되었다. 이러한 높은 정확성 때문에, 발견 당시에는 이 펄서가 외계 문명의 신호가 아닌지 의심받기도 하였다.

4.2. 자전 주기

PSR B1919+21은 약 1.337초로 자전하는 중성자별이며, 0.04초의 펄스폭을 가진다. 자전 주기는 1.337301192269±6×10⁻¹²초로 매우 정확하여, 발견 당시 외계 문명의 신호로 오인되기도 하였다.

5. 문화적 영향

PSR B1919+21은 여러 예술 작품에 영감을 주었다. 영국의 록 밴드 조이 디비전은 데뷔 앨범 "Unknown Pleasures"의 표지에 이 펄서의 펄스 이미지를 사용했다. 독일 출생의 영국 작곡가 맥스 리히터는 "Journey (CP1919)"라는 곡을 썼고, 영국의 인디 록 밴드 Arctic Monkeys는 "Four Out of Five" 뮤직 비디오에서 이 펄스를 기반으로 한 사운드를 사용했다.

5.1. 조이 디비전의 앨범 커버

영국의 포스트 펑크 밴드 조이 디비전은 1979년 데뷔 앨범 Unknown Pleasures의 표지에 CP 1919의 전파 펄스 이미지를 사용하였다.

5.2. 기타

영국의 포스트펑크 밴드 조이 디비전은 1979년 데뷔 앨범 Unknown Pleasures의 표지에 CP 1919의 전파 펄스 이미지를 사용했다.

독일 출생의 영국 작곡가 맥스 리히터는 CP1919의 발견에서 영감을 얻어 "Journey (CP1919)"라는 곡을 썼다.

영국의 인디 록 밴드 Arctic Monkeys는 "Four Out of Five"의 뮤직 비디오에서 펄스를 기반으로 한 사운드를 사용했다.