X선방출원

요약 중성자별의 반성 표면으로부터 나온 물질이 중성자별로 떨어질때 생기는 고 에너지에 의해 X선(0.1∼10Å)을 방출하는 모든 천체를 말한다.

현재 100개 이상의 선원(線源)이 알려져 있다. X선은 지구 대기층에 의하여 흡수되므로 지상관측이 불가능하다. 1962년 미국 지오코니(Giocconi)와 그 동료 연구원들이 발사한 X선 관측용 로켓을 기점으로 그후 몇 차례 띄워 올린 기구(氣球)에 의하여 X선원(源)에 대한 자료를 이미 얻었으나, 1970년 12월 최초로 발사한 X선 인공위성 우후루(Uhuru)에 의하여 처음으로 체계적인 X선 관측이 이루어졌다. 그 결과 X선천문학(X-ray astronomy)이라는 새로운 천문학의 한 분야를 탄생시키는 계기가 되었다.

가장 강한 X선원으로는 전갈자리에서 발견된 최초의 X선원인 Sco X-1을 들 수 있다. 이것은 13등성(等星)의 푸른 별로 동정(同定)되었으며, 대표적인 X선원이다. 우리은하 내에 있는 X선원의 정체를 살펴보면, X선원은 중성자성(中性子星)이나 블랙홀(black hole)을 반성(伴星)으로 하는 근접연성계(近接連星系)를 이루고 있거나(Cen X-3, Her X-1, Cyg X-1), 게성운[蟹星雲]과 같이 초신성(超新星) 폭발의 잔해에서 흔히 발견된다(예:백조자리의 환상성운 Cas. A).

X선펄서(pulsar)는 일반적으로 조기형(早期型) 별이 중성자성과 근접연성계를 이루고 있다. 펄서가 X선을 방출하는 까닭은 반성의 표면으로부터 유출된 물질이 중성자성의 강한 인력에 끌려 낙하하면서 얻은 에너지가 중성자성의 표면을 10⁷⁰ K 이상의 고온으로 가열해 주기 때문이라고 풀이되고 있다.

이때 중성자성이 강한 자기장(磁氣場)을 지니고 있다면 유입된 물질은 자력선을 따라 양 자극(磁極)영역에 집적되면서 양 자극영역을 가열하게 될 것이다. 이때 중성자성의 자전축(自轉軸)이 자기축(磁氣軸)과 일치하지 않는다면, 이 X선원은 주기적으로 강도가 변하는 X선펄서로 우리에게 관측된다. 또한 X선원이 신성이나 초신성 폭발의 잔해에서 발견되는 것은 신성이나 초신성 폭발시 발생되는 충격파가 주변의 성간(星間)가스를 가열시켜야 10⁶⁰ K 이상의 고온의 플라스마를 형성하기 때문이라고 생각된다.

우리은하에 속하지 않은 천체로서 X선을 방출하는 X선원은 대단히 먼거리에 있는 준성(準星:quasar 3C273)과 시퍼트은하(예:NGC1275)를 비롯한 활동은하(active galaxies:처녀자리의 Vir A)를 들 수 있다. 외부 은하가 내는 X선은 X선펄서에 비하여 수만∼수백만 배 강하다. 활동은하의 X선은 주로 그 중심부에서 방출되고 있는 것으로 알려져 있는데, 이러한 사실에 착안한 일부 학자들은 활동은하의 X선은 은하중심에 태양질량(太陽質量)의 수백만 배나 되는 블랙홀이 존재하기 때문이라고 주장한다.