우주에서는 인류의 상상을 초월하는 현상이나 천체가 종종 발견되고 있으며, 그 중에서도 특히 유명한 것이 빛조차 탈출할 수 없을 정도의 중력을 가지고, 극단적인 조석력으로 다가가기만 해도 산산조각이 나는 블랙홀이다.
블랙홀과 마찬가지로, "가까워지면 몸을 구성하는 원자가 바늘처럼 가늘고 길어져 붕괴해 버린다"라고하는, 믿을 수 없는 강력을 자력을 가지고 있는 천체..."마그네타"란 무엇인가?
■ 마그네타 발견 경위
마그네타는, 두 가지 우연에 의해 발견되었는데, 첫 번째 우연은, 영국 천문학자 안토니 휴이시와 그의 제자인 대학원생 조슬린 벨버넬이 케임브리지에 있는 말라드 천파 천문대에서 우주를 관측하던 중, 매일밤 같은 장소에서 1.33초마다 규칙적인 간격으로 반복적으로 전파 신호가 내려지는 것을 발견했다는 것.
전파가 지구상에서 나온 것이 아님을 확인한 두 사람은, 그 신호가 워낙 규칙적이어서 "전파의 발신원은 지구외 문명일지도 모른다"고 생각해, 픽션에 등장하는 전형적인 외계인인 리틀 그린멘(Littel green men)에서 따온 "LGM-1"이라고 이름 붙였다.
LGM-1의 합리적인 설명으로, 천문학자들은 초신성 폭발을 일으킨 거대한 별의 잔해인 중성자성이 아니냐는 가설을 세웠지만, 중성자성은 극히 밀도가 높은 작은 천체이기 때문에 관측은 불가능할 것으로 생각됐다는 것.
두 번째 우연은, 미국이 소련의 핵실험을 감시하기 위해 발사한 벨라위성이라는 인공위성이다. 핵폭발로 인해 발사되는 방사선을 우주에서 관측하던 벨라 위성은 지구상에서가 아니라 우주에서 강력한 감마선이 반복적으로 방사되고 있는 것을 포착했다.
1973년에야 비공개였던 벨라 위성의 관측 데이터가 공개되면서, 천문학자들은 감마선 신호에도 종류가 있다는 점과 특히 연감마선 리피터라고 불리는 천체는 이름 그대로 반복적으로 감마선을 발사한다는 사실을 알게됐다. 그리고 그런 현상을 발생시키는 후보로 강력한 자기장을 가지고 고속으로 회전하는 중성자별, 펄서이다.
이러한 발견으로, "LGM-1"의 정체는 펄서로 밝혀졌고, 휴이시는 처음으로 펄서를 발견한 공로로 1974년 노벨 물리학상을 수상했고, 또한 그 후 중성자 별 중에서도 유난히 자력이 강한 것이 있는 것으로 나타나, 그러한 천체는 마그네타라고 불리게되었다.
■ 마그네타의 자력
질량이 큰 천체가 일생을 마치면, 초신성이라는 폭발을 일으키고, 이때 남은 핵질량이 너무 크면 중력붕괴를 일으켜 블랙홀이 되는데, 그렇게 되지 않은 것들은 극히 높은 압력에 의해 전자와 양성자가 융합하는 역베타붕괴라는 과정을 거쳐 거의 순수한 중성자 덩어리가 된다. 이것이 중성자 별인데, 중성자가 얼마나 밀도가 높은가 하면, 티스푼 한 잔의 중성자 별은 대략 1억 톤의 무게가 될 정도라고 알려져 있다.
중성자는 지극히 고온이기 때문에, 중성자는 액체처럼 움직이고, 남은 전자나 양성자는 자유롭게 움직일 수 있게된다. 게다가 중성자 별이 충분한 속도로 회전하고 있는 경우, 고속 회전, 대류, 자유롭게 움직이는 전하의 행동에 의해, 다이너모의 원리로 자기장이 발생, 지구의 핵에서도 같은 원리로 자기장이 발생하고 있지만, 마그네타는 그보다 월등히 강력하다.
예를 들어 지자기의 세기는 약 0.5가우스이고, 이는 태양계에 있는 암석형 행성으로는 가장 강력한데 MRI 검사에 사용하는 것과 같은 강력한 전자석은 수만 가우스에 달하기도 한다.
그러나 마그네타의 자력은 100~1000조 가우스 이상으로 내부는 그 10배 이상이다. 즉, 마그네타의 자력은 지구의 약 1조 배, 인류가 만들어낼 수 있는 최고 자력의 10억 배나 강한 것이다.
워낙 자력이 강하기 때문에, 인간이 마그네타에서 약 1000km 거리에 접근하면, 생명활동을 유지하지 못하고 즉사한다. 또한 마그네타 표면에까지 접근하면 원자를 구성하는 전자의 궤도는 가늘고 길어져 이윽고 폭이 길이의 1% 정도밖에 되지 않는 바늘 모양의 형상이 되어 붕괴된다.
당연히 원자끼리 결합해 분자가되는 결합도 유지할 수 없게 되므로 마그네타에 접근한 인체는 말 그대로 원자 수준으로 분해된다는 것.
이러한 극단적인 천체가 마그네타인데, 지금까지 24개밖에 발견되지 않았고, 그 발견의 대부분은 은하계 안에서 나온 것. 또한 마그네타는 수명이 짧기 때문에, 인류가 관측할 수 있는 것은 그 극히 일부에 불과하다고 생각되며, 어떤 견적에 의하면 은하수 은하에는 수명이 다한 마그네타가 3000만개 정도 있는 것으로 추측되고 있다.
