NASA는 14700광년 떨어진 곳에서, 정체 불명의 기묘한 신호를 발견했습니다. | 자연 현상인가, 아니면 그 이상의 메시지인가?

 

 

 

지구에서 무려 14,700광년 떨어진 깊고 깊은 우주의 심연.

 

그 누구의 시선도 닿지 않을 듯한 바로 그 깊은 곳에서, 과학자들은 아주 기묘한 신호를 감지했습니다.

 

발견 당시 이 불가사의한 신호는 44분이라는 긴 주기로, 정확히 2분 동안 우주 공간으로 송출되고 있었죠.

 

이 기이한 신호의 갑작스러운 포착은, 전 세계 과학자들을 깊은 당혹감에 빠뜨리고 말았습니다.

 

신호의 정체가 무엇인지는 물론, 어째서 이토록 길면서도 규칙적으로 반복되는지에 대해, 그 어떤 기존의 지식으로도 명쾌한 답을 내놓지 못하고 있기 때문입니다.

 

과연 이 기묘한 신호의 정체는 무엇일까요? 또 무엇이 이 신호를 방출해 내고 있는 걸까요?

 

인류가 처음으로 마주한 이 수수께끼의 신호는, 광대한 우주 앞에서 우리의 이해가 여전히 보잘것없는 수준임을 다시 한번 일깨워주고 있습니다.

 

이번 연구는 Nature 2025년 5월 28일 자에 게재되었습니다.

 

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09077-w

 

 

 

 

우주는 우리의 이해를 넘어서는 신비로운 현상들로 가득 차 있습니다.

 

그러한 현상들 중에 하나가 바로, 'LPT(Long-Period Transient)'라고 불리는 현상인데요.

이 단어를 우리 말로 풀어보면, '긴 주기 과도 현상'이라는 의미로 해석될 수 있습니다.

 

여기서 '과도 현상'이란, 우주에서 일시적으로 밝기가 변하거나, 특정 신호를 짧은 기간 동안 방출하는 현상을 포괄적으로 지칭하는 용어입니다.

 

예를 들어, 갑자기 밝아졌다 사라지는 초신성이나, 주기적으로 나타나는 혜성 등도 이러한 과도 현상에 속한다고 할 수 있죠.

 

하지만 '긴 주기 과도 현상', 즉 LPT는 이러한 과도 현상 중에서 그 주기가 일반적인 경우보다 훨씬 더 긴, 수십 분에서 길게는 수 시간에 달하는, 매우 긴 간격을 두고 반복적으로 관측되는 현상을 말합니다.

 

이러한 독특한 LPT 현상이, 천문학계에 본격적으로 알려지며 새로운 연구의 장을 연것은 2022년의 일이었는데요.

 

그해 초, 과학자들은 GLEAM-X J162759.5-523504.3이라는 천체를 발견했는데, 이 천체는 약 18분이라는, 기존의 빠른 전파 폭발(FRB)이나 펄서와는 비교할 수 없을 만큼, 이례적으로 긴 주기로 강력한 전파를 방출하고 있었습니다.

 

 

 

 

 

 

이전에는 관측된 적 없던 이러한 극단적인 장주기 신호원의 등장은, 마치 고요했던 우주에 던져진 커다란 파문과도 같았죠.

 

당시 GLEAM-X J162759.5의 발견은, 기존의 천체 분류 체계로는 명확히 설명하기 어려운, 완전히 새로운 유형의 천체가 우주에 존재함을 알리는 강력한 신호탄이 되었습니다.

 

이 첫 LPT의 충격적인 발견 이후 전 세계의 천문학자들은, 마치 숨겨진 그림 조각을 맞추듯 방대한 과거의 관측 기록들을 다시금 샅샅히 분석하는 한편, 새로운 관측 장비와 탐사 프로젝트를 통해 유사한 특징을 가진 미지의 천체들을 적극적으로 찾아 나섰는데요.

 

그 결과 현재까지, 대략 10여 개에 이르는 LPT 후보 천체들이 추가로 천문학계에 모습을 드러내게 되었습니다.

 

이처럼 여러 개의 LPT 후보들이 보고되면서, 이 미지의 천체가 어쩌면 우주에서 예상보다 드물지 않게 존재하는, 특별한 천체일 수 있다는 가능성이 강력하게 대두되고 있습니다.

 

물론 LPT의 발견 사례가 이처럼 점차 늘고는 있지만, 이들이 정확히 어떤 종류의 천체인지, 그리고 어떤 내부적인 물리적 원리를 통해 이처럼 이례적으로 긴 주기의 신호를 외부로 방출하는지에 대해서는, 여진히 풀리지 않는 수수께끼로 남아 있죠.

 

이렇게 LPT를 향한 천문학자들의 궁금증과 탐구열이 더욱 뜨거워지던 가운데, 최근 ASKAP J1832-0911이라는 또 하나의 매우 주목할 만한 LPT가 새롭게 발견이 되었습니다.

 

이 소식이 전해지면서, 천문학계는 다시 한번 큰 관심과 함께 활발한 논의로 술렁이기 시작했습니다.

 

이렇게 천문학계를 다시 한번 술렁이게 만든, ASKAP J1832라는 수수께끼의 천체.

 

 

 

 

 

이 불가사의한 천체의 발견은, 강력한 전파 망원경인  'ASKAP(Australian Square Kilometre Array Pathfinder)'를 통해, 그 첫 번째 실마리가 포착되면서 시작되었는데요.

 

ASKAP는 드넓은 하늘을 정밀하게 훝으며, 우주에서 오는 미약한 전파 신호까지 감지해내는 데 특화된 최첨단 장비입니다.

 

과학자들은 바로 이 ASKAP를 이용하여, ASAKP J1832가 방출하는 독특하고 주기적인 전파를 처음으로 감지해냈죠.

 

이 천체는 우리 은하 내, 지구로부터 약 1만 5천 광년이라는 아득한 거리에 숨어 있었으며, 조사 결과 약 44분의 주기로 2분 동안 기묘한 전파 신호를 우주로 송출하고 있었습니다.

 

그런데 생각해보면 44분이라는 긴 주기 중, 고작 2분이라는 짧은 순간에만 자신의 존재를 드러내는 천체를, 광활한 우주에서 정확히 포착한다는 겻은 결코 쉬운 일이 아닙니다.

 

실제로 과학자들은 이번의 발견을 두고 "마치 광대한 건초 더미 속에서, 아주 작은 바늘 하나를 기적적으로 찾아낸 것과 같다"라고 표현하며, 그 발견의 어려움과 함께 따랏던 행운을 강조했는데요.

 

이러한 행운은 서로 다른 강점을 가진 두 관측 장비의 절묘한 협력과 타이밍이 있었기에 현실이 될 수 있었습니다.

 

이 천체의 첫 신호를 감지한 ASKAP 전파 망원경은, 밤하늘의 매우 넓은 영역을 한 번에 훝어볼 수 있는 '광각 렌즈'과 같은 역할을 합니다.

 

덕분에 예상치 못한 곳에서 발생하는 희귀한 현상이나 천체를, 넓은 범위헤서 포착하는 데 매우 유리하죠.

 

하지만 ASKAP가 포착한 '무언가'의 정체를 보다 명확히 파악하고 그 세부적인 특징을 알기 위해서는, 마치 '줌 렌즈'처럼 더욱 정밀하게 들여다볼 수 있는 관측이 필수적입니다.

 

바로 이 결정적인 지점에서, NASA의 찬드라 X선 망원경이 그 역할을 수행하게 되었는데요.

 

 

 

 

 

찬드라는 ASKAP에 비해 훨씬 좁은 영역만을 관찰할 수 있지만, 대신 특정 대상을 매우 높은 해상도로 깊이 있게 분석할 수 있는 뛰어난 있는 능력을 지니고 있습니다.

 

따라서 ASKAP가 LPT 후보로 지목한 그 위치에 찬드라 망원경을 정확히 조준하여, 공교롭게도 그 전체가 단 2분 동안 강력한 X선을 방출하는 바로 그 결정적인 순간을 다시 한번 포착해 낸 것은, 그야말로 또 한 번의 큰 행운이었죠.

 

만약 찬드라의 관측 타이밍이 조금이라도 어긋났거나 다른 곳을 향하고 있었다면, 이 천체가 뿜어내는 고에너지 X선의 존재는 영원히 발견하지 못했을지도 모릅니다.

 

이러한 여러 단계의 행운이 겹쳐 관측에 성공한 ASKAP J1832와 그 저변 우주 환경을 다채롭게 담아낸 천체 사진들은, 이 수수께끼의 천체가 놓인 복잡하고도 신비로운 맥락을, 시각적으로 생생하게 전달하며 깊은 인상을 남기고 있는데요.

 

 

첫 번째 전체 사진

 

 

 

이번에 공개된 주요 합성 이미지 중 하나는, 이 흥미로운 천체 ASKAP J1832를, 광활한 초신성 잔해 및 주변의 가스 구름과 함께 선명하게 보여주고 있습니다.

 

이 이미지에서 붉은색은 전파 망원경으로 관측한 데이터를, 짙은 파란색은 찬드라 X선 망원경으로 포착된 X선 발신원들을 나타내고 있습니다.

 

이미지의 오른쪽 아래 영역에는, 마치 가느다란 실타레가 얽힌 듯한 거대한 붉은 타원형 고리 모양의 초신성 잔해가 넓게 퍼져서 장관을 이루고 있는데요.

 

바로 이 붉은 고리의 안쪽, 중심에서 약간 오른편에 자리한 ASKAP J1832는, 형형색색의 작은 점들이 흩뿌려진 우주의 바다 한가운데, 아주 작은 보라색 점으로 그 모습을 드러내고 있습니다.

 

한편, 이미지의 왼쪽 상단 절반은, NASA의 스피처 우주 망원경이 적외선으로 관측한 데이터로 구성된 가스 구름이 차지하고 있는데, 이는 얼룩덜룩한 녹색과 청록색, 그리고 황금빛 주황색이 아름답게 어우러진 구름처럼 묘사되어 신비감을 더해주고 있습니다.

 

 

 

두 번째 확대 사진

 

 

 

두 번째로 공개된 확대 이미지는, ASKAP J1832의 바로 주변 영역을 더욱 집중적으로 보여주고 있는데요.

 

이 합성 이미지에서는 스피처 망원경으로 관측된 적외선 데이터를 제외함에 따라, 이전 이미지에서 시야를 다소 어지럽혔던 알록달록한 배경의 수 많은 점들과 다채로운 가스 구름이 대부분 사라지고, 한층 정돈되어 선명해진 모습을 확인할 수 있습니다.

 

이 사진에서, 희미한 붉은 고리(초신성 잔해)의 안쪽 가장자리 근처에 자리한 이 수수께끼의 천체는, 칠흑같은 우주를 배경으로 밝은 흰색 중심점에 뜨거운 분홍색의 바깥 테두리를 두른 듯한, 독특한 모습으로 나타나고 있습니다.

 

특히 이 인상적인 뜨거운 분홍색의 테두리를 면밀히 관찰해보면, 천체의 표면에서 바깥쪽으로 희미하게 뻗어 나오는, 세 개의 작은 가시 혹은 돌출부 같은 미세한 구조가 식별되기도 하는데요.

 

이러한 형태는, 이 천체의 정체에 대한 궁금증을 더욱 증폭시키고 있는, 커다란 이유 중 하나가 되고 있습니다.

 

이처럼 여러 단계의 우연이 기적처럼 겹쳐 발견된 ASKAP J1832는, 관측에 참여한 연구팀뿐만 아니라 천문학계 전체를 놀라움에 빠뜨리기에 충분했습니다.

 

무엇보다도 ASKAP J1832가 보여준 매우 규칙적이면서도 기이한 저에너지의 전파 방출의 패턴이, 강력한 고에너지 X선 영역에서도, 마치 거울에 비춘 듯이 정확하게 일치하며 반복되고 있었기 때문인데요.

 

지금까지 발견되었거나 후보로 거론된 수많은 LPT들 중에서, 이처럼 성질이 판이하게 다른 극과 극의 에너지를 가진 전파와 X선이 한 천체에서, 동일한 박자와 주기로 함께 방출되는 사례는 단 한 번도 보고된 적이 없었습니다.

 

이는 비유하자면, 깊고 고요하게 흐르는 첼로의 낮은 선율과 폭발하듯 격정적으로 터져 나오는 플루트의 높은 솔로가 단 하나의 음표나 박자도 틀리지 않고 완벽하게 동시에 연주되는, 상상하기 조차 어려운 이중주를 목격한 것과 같은 놀라운 상황이었습니다.

 

 

 

 

 

이 전례 없는 현상 앞에서 과학자들은, 그야말로 할 말을 잃을 수 밖에 없었죠.

 

기존의 방대한 관측 데이터나 현대 천체물리학의 이론적 틀로는, 이 기묘한 천체가 선보이는 불가사의한 '신호'의 비밀을 설명할 방법이 전무했기 때문입니다.

 

'정말 이런 방식으로 에너지를 뿜어내는 천체가 우주에 존재할 수 있다는 말인가?' 라는 근원적인 물음이 과학자들의 머릿속에 맴돌았고, 천문학계는 다시 한번 우주의 심오한 불가해함이라는 거대한 벽 앞에 서서, 깊은 사색과 함께 새로운 탐구의 필요성에 휩싸이게 되었습니다.

 

그렇다면 이제껏 그 어떤 천체에서도 볼 수 없었던, 독특하고도 전례없는 방식으로 우주에 자신의 존재를 알리고 있는 이 ASKAP J1832의 진짜 정체는 과연 무엇일까요?

 

현대 과학자들은 이 천체가, 별의 장엄한 일생을 마친 후 남겨지게 되는 '죽은 별'의 한 형태일 것으로 조심스럽게 추정하고 있습니다.

 

하지만 그것이 정확히 어떤 모습과 상태로 존재하는지에 대해서는, 아직 명확한 답을 내놓지는 못하고 있죠.

 

다만 과학자들은 ASKAP J1832의 정체를 설명하기 위해, 현재로서는 두 가지의 가능성이 있는 가설을 중심으로 심도있는 논의를 이어가고 있습니다.

 

첫 번째 가설은, 이 천체가 초신성 폭발의 잔해로서, 엄청난 밀도와 함께 극도로 강력한 자기장을 지닌 중성자별의 일종인 '마그네타'일 가능성을 생각해 볼 수 있는데요.

 

마그네타는 종종 강력한 X선과 전파를 폭발적으로 방출하는 것으로 알려져 있지만, ASKAP J1832가 보여주는 매우 긴 주기와 안정적인 신호 패턴은, 기존에 알려진 마그네타의 일반적인 행동 양식과는 다소 거리가 있어서, 이 가설만으로는 모든 의문점을 말끔히 해소하기 어렵게 만들고 있습니다.

 

덧붙여 연구팀은 ASKAP J1832에서 관측된 전파 및  X선 신호의 세기가, 일반적인 펄서나 동반성으로 부터 물질을 끌어당기며 상호작용하는 유형의, 중성자별에서 나타나는 특징들과도 부합하지 않는다는 점을 지적했습니다.

 

한 가지 흥미로운 점은, 앞에서 공개된 사진에서 확인했듯이, ASKAP J1832는 마치 별이 폭발한 후 남겨진 거대한 구조물인 초신성의 잔해 내부에 자리한 것처럼 관측되고 있다는 사실인데요.

 

 

 

 

 

 

이러한 초신성의 잔해는 종종 그 폭발로 인해 생성된 중성자별을 품고 있는 경우가 많기 때문에, 초기에는 이 지리적 근접성이 ASKAP J1832의 정체를 밝힐 강력한 단서로 여겨지기도 했었습니다.

 

하지만 연구팀의 면밀한 분석 결과, 이 두 천체 사이의 지리적 근접성은 아마도 우연의 일치일 가능성이 높으며, 직접적인 연관성은 없는 것으로 현재 판단되고 있죠.

 

결과적으로 이러한 분석은 오히려 ASKAP J1832가 기존에 유력하게 고려되었던 중성자별의 종류가 아닐 수도 있다는, 새로운 관점을 제시하며, 다른 가능성을 적극적으로 탐색하게 만드는 계기가 되었습니다.

 

이러한 과정에서 등장하게된 두 번째로 가능한 가설로는, 태양과 비슷한 질량의 별이 진화의 마지막 단계에 이르게 되는, '백색 왜성'을 생각해 볼 수 있습니다.

 

물론 연구팀은 고립된 단일 백색왜성만으로는, ASKAP J1832의 관측 데이터를 설명하기 어렵다고 보았지만, 동반성을 가진 백색왜성이라면 그 가능성을 완전히 배제할 수는 없다고 판단했는데요.

 

즉, 백색왜성이 홀로 존재하는 것이 아니라, 다른 별과 함께 이중성계를 이루며 서로에게 영향을 주고 받는 시나리오에서는 가능할 수도 있다는 겁니다.

 

동반성으로부터 물질을 공급받거나 혹은 그 외의 상호작용을 할 수있다면, 주기적인 에너지 방출 현상을 일으킬 가능성이 있다는 거죠.

 

하지만 이 시나리오가 성립하기 위해서는, 해당 백색왜성이 우리 은하 내에서 지금껏 관측된 적이 없는, 기록적으로 가장 강력한 자기장을 지녀야 한다는 매우 도전적인 조건이 뒤따르게 됩니다.

 

결국 이러한 가설들만으로는 현재까지 ASKAP J1832의 모든 독특한 특성들, 특히 그 엄청난 에너지 방출량과 방출의 기이한 메커니즘을 명쾌하게 설명하기에는, 아직 역부족이라는 것이 천문학계의 중론입니다.

 

 

 

 

 

이 때문에 과학계 일각에서는, 이번 ASKAP J1832의 발견이, 기존의 별의 진화 이론이나 천체 물리학적 모델로는 설명되지 않는, 완전히 새로운 유형의 천체이거나 혹은 우리가 아직 이해하지 못하고 있는 미지의 물리 현상을 암시하는 중요한 단서가 될 수 있다는, 기대 섞인 목소리도 조심스럽게 나오고 있죠.

 

그래서 어쪄면 이번의 발견은, 우주에 대한 우리의 근본적인 이해를 한 단계 확장해야 할 시점이 온 것인지도 모릅니다.

 

그럼에도 불구하고 이 미스터리한 천체의 정체를 밝히는데 있어, 한가지 매우 중요한 실마리는 확보된 상태인데요.

 

바로 관측된 X선 신호가, 함께 감지된 전파 신호보다 훨씬 더 강력하다는 사실입니다.

 

이는 ASKAP J1832의 정체가 무엇이든 간에, 상대적으로 저에너지인 전파와 비교할 수 없을 만큼 막대한 고에너지인, X선을 '동시에' 그리고 매우 효율적으로 생성해낼 수 있는, 특별한 물리적 메커니즘을 지니고 있어야 함을 의미하고 있죠.

 

과학자들은 바로 이 X선과 전파의 현저한 에너지 차이 및 두 종류의 방사선이 동시에 방출된다는, 매우 까다로운 조건에 주목하고 있습니다..

 

이러한 관측적 단서를 바탕으로 가능한 천체 모델의 후보군을 좁혀나가기 위한, 정교한 이론적 분석과 컴퓨터 시뮬레이션 연구를 계속 수행하고 있습니다.

 

 

 

 

 

이처럼 ASKAP J1832는 현재까지 인류가 이해하고 있는, 우주의 극단적인 물리 현상에 대한 근본적인 질문을 던졌습니다.

 

그토록 정확한 주기를 가지고, 막대한 에너지를 두 가지 전혀 다른 형태로 동시에 방출하는 이 천체의 근원은, 여전히 명확히 밝혀지지 않은 채 일단은 깊은 우주의 장막 뒤에 남겨지게 되었는데요.

 

이 머나먼 곳에서 오고 있는, 한치의 오차도 없는 듯한 규칙적인 신호가 과연 무엇을 의미하는지, 현대 과학은 또 한번의 거대하고도 본질적인 탐구 과제 앞에 마주서게 되었습니다.