중성자별의 표면의 느낌 알아보기

중성자별은 우주에서 가장 밀도가 높은 천체 중 하나입니다.
태양보다 무거운 별이 초신성 폭발 후 붕괴하면서 만들어지는 이 별은
지름은 겨우 수십 km밖에 되지 않지만, 내부는 중성자로만 가득 차 있는 압축의 극한 상태입니다.
그렇다면, 과연 중성자별의 '표면'은 어떤 느낌일까요? 직접 밟는다면 어떤 일이 벌어질까요?

중성자별이란 무엇인가?

중성자별은 태양보다 8배 이상 무거운 별이 수명을 다하고 폭발하면서 형성되는 천체입니다.
이 과정에서 별의 중심부는 무너지듯 붕괴하고, 모든 물질이 중성자로 압축됩니다.
그 결과, 지름 약 20km 내외에 태양 질량의 1.4배 이상이 응축된 밀도 극한의 별이 탄생합니다.

즉, 중성자별은 행성이나 항성과는 완전히 다른 형태의 ‘죽은 별’입니다.

표면은 단단할까, 액체일까?

중성자별의 표면은 상상을 초월할 정도로 딱딱합니다.
이론적으로 표면은 일종의 ‘핵물질 고체 결정’ 상태로, 철보다 수십억 배 단단한 것으로 추정됩니다.
이를 물리학자들은 ‘핵 껍질(nuclear crust)’이라고 부르며,
지구상의 어떤 물질보다도 더 높은 압력과 밀도 속에 존재하는 상태입니다.

즉, 중성자별의 표면은 ‘돌’이나 ‘쇠’가 아니라,
‘중성자로 뭉친 초고밀도 결정체’라고 볼 수 있습니다.

중성자별에 착륙한다면?

만약 우리가 중성자별에 착륙하려 한다면, 그 순간 살아남을 수 없습니다.
중성자별의 중력은 지구보다 수천억 배 이상 강하며,
그 위에 서는 순간 몸은 단 한 순간에 원자 단위로 분해됩니다.

또한, 표면의 자기장도 극도로 강력해
전자기파, 방사선, 고에너지 입자들이 폭풍처럼 뿜어져 나오기 때문에
어떤 우주선도 가까이 접근하는 것조차 불가능에 가깝습니다.

빛도 휘어지는 표면 중력

중성자별의 중력은 빛조차 휘게 만듭니다.
이를 '중력 렌즈 효과'라고 하며, 그만큼 표면 근처의 시공간은 강하게 뒤틀려 있습니다.
심지어 시간이 느려지는 ‘중력 시간 지연’ 현상도 관측됩니다.

그만큼 중성자별의 표면은 물리학적으로
일반적인 개념으로는 상상하기 어려운 영역에 속합니다.

우주의 극한 실험실

중성자별은 그 자체로 우주의 실험실입니다.
극한의 밀도, 중력, 자기장, 방사선이 공존하는 그 표면은
인류가 상상할 수 있는 거의 모든 물리적 한계치를 넘어서는 장소입니다.

만약 언젠가 그 표면을 직접 관측하거나 간접적으로 시뮬레이션할 수 있게 된다면,
우리는 물질의 근본과 우주의 본질에 한 걸음 더 다가가게 될 것입니다.