태양계 행성의 자전 주기 vs 자전 주기가 가장 긴 펄서

행성의 자전주기는 해당 행성이 자전하는 데 걸리는 시간을 나타낸다. 이 기간은 행성의 크기, 질량, 구성 및 공전 궤도와 관련되어 있다. 태양계 행성의 자전주기를 보면, 수성은 약 58일, 금성은 약 243일, 지구는 약 24시간, 화성은 약 24.6시간, 목성은 약 10시간, 토성은 약 10.7시간, 천왕성은 약 17.2시간, 해왕성은 약 16.1시간이다. 이것은 물론 지구의 시간을 기준으로 본 것이지만 의미가 있다. 지구와 비교해 볼 때, 수성의 하루는 58일이니, 수성의 6일이 지구의 1년이 된다. 그리고 자전 주기가 10시간인 목성의 하루는 지구의 이틀이니, 목성의 1년은 지구의 2년이 되는 셈이다. 

 

태양계 행성의 자전 주기는 보통 10시간이 넘지만 이와 비교는 되지 않을 정도로 짧은 자전 주기를 가진 것이 있는데, 그것은 바로 펄서이다. 펄서(Pulsar)는 매우 강력한 방사선을 방출하는 밀도가 상당히 높은 높은 중성자 별(Neutron Star) 중 하나이다. 펄서라는 이름은 주기적으로 발생하는 규칙적인 방출을 뜻하는 펄스(pulse)에서 비롯되었다. 실제로 중성자 별은 별이 폭발할 때 남겨진 핵 가운데에서 가장 밀도가 높은 천체이다. 이러한 중성자 별도 자기장을 가지고 있는데, 자전하는 중성자 별의 자기장과 회전축의 기울기 각도에 따라 방사선이 방출되는 것이다. 이 방출이 지구까지 전해지면 규칙적으로 반복되는 광도를 만든다. 천문학에서 펄서는 극단적으로 정확한 시간을 측정하는 데 사용된다. 예를 들어, 전자기파나 광파 등의 전파 신호를 검출하거나 탐사선의 위치를 정확하게 파악하는 데 이용된다. 

 

이러한 펄서의 자전 주기는 매우 짧다. 펄서가 매우 정확하게 반복되는 깜빡이는 광도가 펄서의 자전 주기가 일치하는데, 보통 몇 밀리 초에서 수초까지 이른다. 가장 빠른 펄서는 약 1.4밀리 초를 가지니 자전 주기가 1.4밀리 초인 것이다. 지구의 시간으로 따질 때 펄서의 1년은 '1.4밀리 초 x 365'대로, 대략 계산해 보면 0.4초 정도가 되겠다. 그렇다면 가장 긴 자전 주기를 가진 펄서는 어떤 것일까?  

 

 

지난 2022년 5월에 발표한 바에 따르면, 맨체스터 대학교의 ERC가 후원하는 MeerTRAP(More Transients and Pulsars)의 팀에서 PSR J0901-4046는 자전 주기가 76초로 발표했다. 이는 남아프리카공화국의 MeerKAT 전파 망원경으로 사용하여 관측되었고 네이처 천문학 저널(Nature Astronomy)에 등재되었다. 이 기록은 이전의 23.5초의 기록을 깬 것으로 펄서 중 자전 주기가 매우 긴 편에 속한다. 논문의 제목은 'Discovery of a radio-emitting neutron star with an ultra-long spin period of 76s'이다.