우리 우주의 '10대'

 

 우리 우주의 '10대'

 

천문학자들의 새로운 연구에 따르면, 수십억 광년 떨어진 폭발의 여운이 우리 우주의 '십대'에 어떤 모습이었을 지 알수 있는 창을 제공했다고 합니다. 

천문학자들은 100억 광년 떨어진 곳에서 폭발한 짧은 감마선의 잔광을 발견했습니다. 이러한 짧은 버스트의 잔광은 빠르고 희미하며 몇 시간 후에 사라질 수 있기 때문에 이것은 드문 사건으로 여겨지고있습니다. 

그들은 빅뱅 이후 약 38억년 후에 발생한 이 폭발물에 SGRB181123B라는 이름을 붙였습니다. 이것은 SGRB로 알려진 두번째로 가장 오래 지속되는 짧은 감마선 폭발로, 눈에 보이는 여운을 가진 폭발물 중에서 가장 멀리 떨어져 있습니다.  

이 연구는 화요일 천체물리학 저널 레터스에 발표되었습니다. 

'이 SGRB는 본질적으로 '터라 인코니타'를 탐험할 수 있게 해준다. 그들은 (그들이 너무 멀기 때문에 그들을 더 잡기 어렵게 만드는)극도로 찾기 어렵고 따라서 우리는 우주의 이 기간 동안 SGRB의 실제 비율을 알지 못한다'라고 노스웨스턴 대학의 와인버그 예술과학대학 물리 천문학 조교수인 Wen-fai Fong 은 이메일을 통해 말했습니다. 

그녀는 'SGRB는 두 개의 중성자 별의 합병에서 비롯되는데, 우리 우주에서 중성자 별의 합병이 언제 일어나는지, 그리고 그들이 얼마나 오랜 시간이 걸리는지 이해하는 것이 큰 관심'이라고 말했습니다. 

짧은 감마선 폭발은 믿을 수 없을 정도로 활력이 넘치고 밝은데, 중성자 별이라고 불리는 폭발한 별들의 밀도 높은 잔해가 충돌할 때 발생합니다. 두 중성자별의 합성은 가장 에너지 넘치는 형대의 빛인 감마선의 짧은 폭발을 방출합니다. 

평균적으로 천문학자들은 망원경을 사용하여 후속 관측을 할 수 있을 정도로 가까운 짧은 감마선 폭발을 일년에 10개 미만으로 탐지하기를 희망할 수 있습니다. 그러나 그들의 잔광은 몇시간이 지나면 사라지는데, 이는 천문학자들이 실제로 잔광을 자세히 관찰하는 것은 드물다는 것을 의미합니다. 

'우리는 먼 SGRB의 관점에서 빙산의 일각을 밝혀내고 있다고 생각한다'고 노스웨스턴 천체물리학 학제간탐사연구센터의 박사후 연구원인 케리 패터슨은 성명에서 말했습니다. '그것은 우리가 과거의 사건들을 더 깊이 연구하도록 동기를 부여하고 미래의 사건들을 집중적으로 조사하게 한다.' 

NASA의 Neil Gehrels Swift Observatory는 2019년 11월 추수감사절에 이 행사를 탐지했습니다. 노스웨스턴 대학의 천문학자들은 제미니 천문대의 제미니_노스 망원경을 원격으로 이용할 수 있었고 몇시간 후에야 폭발의 여운을 측정할 수 있었습니다. 이 망원경은 하와이의 마우나 케아에 위치해 있습니다. 

이러한 폭발을 위한 탐구는 팀워크가 필요한 사랑이 담긴 노력의 결과입니다. 

퐁은 뉴욕에서 가족과 함께 추수감사절 만찬을 한 후 잠이 들었으나 페터슨은 하와이에 있는 W.M. 케크 천문대를 이용하여 관찰하고 있었습니다. 그들은 함께 케크를 가리키고 폭발이 감지된 날 저녁 제미니_북부를 통해 원격으로 관측을 시작할 수 있었습니다. 

퐁씨는 '감마선 폭발이 인간 시간대에 진화하기 때문에 나는 감마선 폭발을 좋아한다. 점심을 먹을 때부터 같은 날 저녁 식사를 할때까지 GRB 잔광은 분/시간 단위로 밝기가 희미해져 진화하고 있다. 그들이 발견되면 여러분은 그들과 함께 할 수 있는 모든 순간을 포착하고 싶어할 것입니다. '라고 그녀는 말했습니다. 

'이 특별한 폭발의 인간적인 요소는 나에게 비현실적이었고 팀워크는 훌륭한 예였다. 혼자서 다 해야 한다면 절대 잠을 자지 못할 것이다.'

 

패터슨은 '발견된 지 몇 시간 만에 폭발에 대한 깊은 관찰을 할 수 있었다'고 말했습니다. '제미니 이미지는 매우 날카로웠기 때문에 우주의 특정 은하계에 위치를 정확히 파악할 수 있었다.' 칠레의 제미니_남쪽 망원경, 하와이의 W.M.Keck 천문대, 애리조나 주의 MMT천문대를 이용해 후속 관측을 실시했습니다. 제미니_남측 망원경은 적외선에 가까운 분광체를 가지고 있어 더 많은 붉은 파장으로 측정하고 먼 우주로 날아갈 수 있습니다. 

그때 연구원들은 폭발의 숙주 은하의 엄청난 거리를 발견했고 매우 먼 짧은 감마선 폭발의 여운을 감지했다는 것을 깨달았습니다. 

퐁씨는 '대형 망원경에게 빨리 움직이라고 요구하는 것은 쉽지 않다. 그러나 GRB의 게임에서는 재빨리 반응하고 망원경을 겨누고 이미지를 찍기 전에는 놓친 것을 결코 알 수 없을 것이다. SGRB는 분명히 지적할 가치가 있었다는 것을 보여준다!' 고 말했습니다. 

이 특별한 폭발은 우주가 138억년 전으로 추정되는 현재 연대의 30%일 때 일어났습니다. 이 우주의 사춘기 시기는 연구자들에게 '우주정원'이라고 불러지기도 합니다. 

퐁은 '우주 속으로 더 멀리 나갈수록, 시간을 더 거슬러 올라가고 있다'고 말했습니다. 

폭발의 여운을 연구함으로써 그들은 젊은 우주에서 중성자 별의 합병이 어떤 것인지 이해할 수 있었습니다. 이것이 우주역사상 항성 형성의 절정이었습니다. 오늘날은 '대단히 조용하다'고 퐁은 말했습니다. 이 폭발 당시 우주에는 빠른 항성 형성과 은하의 빠른 성장 등 많은 활동이 일어나고 있었습니다. 이 중성자 항성 합병이 일어나기 위해서는 쌍성들이 서로 공전하고 있는 항성들 즉, 이항성들을 만들어낸 쌍성들이 거대한 크기로 성장하여 죽을 때까지 진화해야 한다는 것을 의미합니다.  '특히 SGRB 를 생산하는 중성자 별들이 얼마나 오랜 시간이 걸리는지는 오래 전부터 알려져 있지 않다. 우주의 역사에서 이 시점에서 SGRB를 발견했다는 것은 우주가 많은 별을 형성하고 있던 시기에 중성자 별쌍이 상당히 빠르게 병합되었을 수도 있다는 것을 시사한다' 라고 Fong은 말했습니다. 퐁은 스위프트 운용 16년 만에 이런 거리에서 짧은 GRB의 수를 한 손으로 셀수 있다는 사실은 이러한 탐지가 얼마나 어려운지를 보여준다고 말했습니다. 

그러나 연구자들은 언제 이런 것을 발견할지 모르기 때문에 이러한 폭발물을 계속 찾고자 하는 동기를 부여하고 있다고 퐁 연구원은 말했습니다.