우주 전파 폭발의 미스터리 (3) "잔광, 연쇄 폭발 및 어뢰 모델"
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2024-12-04 11:50:38
3분 읽기
지금까지 논의된 후보 이론 중 누구도 일회성과 반복되는 전파 섬광을 모두 설명할 수 없다. 이론이 잘못된 걸까?
트랩 스프링이 닫힌다.
첫 번째는 – 다시 한번 – 호주의 Parkes 전파 망원경이다. Swinbourne University의 Evan Keane이 이끄는 팀은 처음으로 빠른 라디오 버스트를 실시간으로 포착하기 위해 의도적으로 대기했다. 이전에는 이러한 우주 전파 폭발이 아카이브 데이터에서만 소급적으로 식별되었다. "그러나 후속 관찰을 하기에는 이미 너무 늦었다"고 Keane은 말했다. 2015년 4월 18일, 때가 왔다. 파크스 망원경이 빠른 전파 폭발을 포착하고 트랩이 닫혔다. 즉시, 독일 Effelsberg 전파 망원경의 100m 안테나를 포함하여 지구의 여러 지역에 있는 6개의 다른 전파 망원경도 이 전파 폭발의 근원지를 겨냥했다.
이러한 공동의 노력을 통해 천문학자들은 처음으로 빠른 전파 폭발의 원인을 보다 정확하게 찾아낼 수 있게 되었다. 그들은 우리로부터 60억 광년 떨어진 타원은하에서 그것들의 위치를 찾아냈다. Keane은 “이렇게 빠른 전파 펄스를 가진 은하를 식별한 것은 이번이 처음이다”라고 말했다. FRB 150418은 매우 짧고 매우 강력한 전파 폭발이 먼 은하에서 온 것임을 확인시켜 준다.
첫 번째 여운
전 세계에 배포된 전파 망원경을 사용한 실시간 관찰에서도 이 빠른 전파 폭발에 잔광이 있다는 사실이 드러났다. 6일 동안 천문학자들은 FRB 150418의 소스 영역에서 천천히 희미해지는 전파를 탐지해 왔다. 이 잔광은 그들에게 다음과 같은 귀중한 단서를 제공한다. 무선 폭발의 가능한 원인 - 그리고 그중 일부를 후보로 결론지었다. 회전하는 중성자별의 전파 펄스는 잔광을 나타내지 않으므로 펄서가 전파 펄스의 원인으로 보이지 않는다.
또한 초신성이나 블랙홀에 의한 별의 파괴도 그림에 맞지 않는다. 이러한 격변적인 사건은 잔광을 생성하지만 Keane과 그의 팀이 설명하는 것처럼 이는 단 6일보다 훨씬 오래 지속된다. 그러면 뭐지? 흥미롭게도 빠른 전파 폭발은 또 다른 고에너지 우주 현상인 짧은 감마선 폭발과 유사점을 보여준다. 그들은 또한 밀리초 내에 엄청난 에너지를 방출하고 먼 은하계에서 왔으며 비슷한 지속 시간의 잔광을 생성한다.
흥미로운 점은 짧은 감마선 폭발의 가능한 원인 중 하나는 두 개의 중성자별의 충돌이며, 이 사건은 빠른 전파 폭발의 후보 목록에도 포함되어 있다는 것이다. 이것이 오랫동안 기다려온 우주 전파 폭발의 원인일까? 전파 천문학자들이 마침내 그 수수께끼를 푸는 데 거의 가까워진 것 같다.
놀라운 점: '연쇄 폭발'도 있다
그러나 불과 몇 달 뒤 이론적인 건물은 다시 무너졌다. Arecibo 전파 망원경은 중성자별 충돌이나 기타 일회성 우주 재앙과 완전히 모순되는 것을 탐지했다. 처음으로 망원경은 한 소스에서 연속적으로 10개의 빠른 전파 폭발을 기록했다. 이는 완전히 새로운 것이다. 본에 있는 막스 플랑크 전파 천문학 연구소의 로라 스피틀러(Laura Spitler)는 “우리는 이전에 스스로 반복되는 전파 섬광을 본 적이 없다”고 말했다.
새로 발견된 "연쇄 범죄자" FRB 121102는 개별 무선 폭발과 동일한 주파수 특성을 나타내며 은하계 외부에서 유래되었다. 10개의 연속된 무선 펄스의 강도만 약간 낮다. 그럼에도 불구하고 이것이 또한 빠른 전파 폭발이라는 점에는 의심의 여지가 없다. 그러나 일회성 폭발은 이러한 펄스에 대한 옵션이 아니다. "반복되는 전파 펄스는 중성자별의 병합이나 붕괴와 같은 격변적인 사건과 관련된 설명 모델을 제외한다"고 Spitler와 그녀의 팀은 설명했다.
새로운 질문
이는 전파 천문학자들이 원점으로 돌아온 것 같다는 것을 의미한다. 지금까지 논의된 후보 저자 중 누구도 일회성과 반복되는 전파 섬광을 모두 설명할 수 없다. 이론이 잘못된 걸까요? 2016년 여름 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 피터 윌리엄스(Peter Williams)는 “30년 전 감마선 폭발이 있었던 곳에서 오늘날 우리는 빠른 전파 폭발을 겪고 있다”고 말했다. 여러분은 이 극도로 강력하고 짧은 폭발을 관찰하지만 실제로는 그렇지 않다. 원인은 어둠 속에 있다.
지금까지 논의된 후보 이론 중 누구도 일회성과 반복되는 전파 섬광을 모두 설명할 수 없다. 이론이 잘못된 걸까?
모순이 많다
잔광, 연쇄 포발 그리고 어뢰 모델
신비한 우주 전파 폭발의 원인은 무엇일까? 이 질문에 대한 답을 찾기 위해 2015년부터 사건이 가속화되기 시작했다. 전파 천문학자들은 몇 가지 중요한 발견을 빠르게 연속해서 이루어냈다. 그러나 이는 더 많은 질문을 제기할 뿐이다.
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| ▲ 전파 폭발 FRB 150418과 그것이 발생한 타원 은하의 다이어그램. © David Kaplan, Dawn Erb |
트랩 스프링이 닫힌다.
첫 번째는 – 다시 한번 – 호주의 Parkes 전파 망원경이다. Swinbourne University의 Evan Keane이 이끄는 팀은 처음으로 빠른 라디오 버스트를 실시간으로 포착하기 위해 의도적으로 대기했다. 이전에는 이러한 우주 전파 폭발이 아카이브 데이터에서만 소급적으로 식별되었다. "그러나 후속 관찰을 하기에는 이미 너무 늦었다"고 Keane은 말했다. 2015년 4월 18일, 때가 왔다. 파크스 망원경이 빠른 전파 폭발을 포착하고 트랩이 닫혔다. 즉시, 독일 Effelsberg 전파 망원경의 100m 안테나를 포함하여 지구의 여러 지역에 있는 6개의 다른 전파 망원경도 이 전파 폭발의 근원지를 겨냥했다.
이러한 공동의 노력을 통해 천문학자들은 처음으로 빠른 전파 폭발의 원인을 보다 정확하게 찾아낼 수 있게 되었다. 그들은 우리로부터 60억 광년 떨어진 타원은하에서 그것들의 위치를 찾아냈다. Keane은 “이렇게 빠른 전파 펄스를 가진 은하를 식별한 것은 이번이 처음이다”라고 말했다. FRB 150418은 매우 짧고 매우 강력한 전파 폭발이 먼 은하에서 온 것임을 확인시켜 준다.
첫 번째 여운
전 세계에 배포된 전파 망원경을 사용한 실시간 관찰에서도 이 빠른 전파 폭발에 잔광이 있다는 사실이 드러났다. 6일 동안 천문학자들은 FRB 150418의 소스 영역에서 천천히 희미해지는 전파를 탐지해 왔다. 이 잔광은 그들에게 다음과 같은 귀중한 단서를 제공한다. 무선 폭발의 가능한 원인 - 그리고 그중 일부를 후보로 결론지었다. 회전하는 중성자별의 전파 펄스는 잔광을 나타내지 않으므로 펄서가 전파 펄스의 원인으로 보이지 않는다.
또한 초신성이나 블랙홀에 의한 별의 파괴도 그림에 맞지 않는다. 이러한 격변적인 사건은 잔광을 생성하지만 Keane과 그의 팀이 설명하는 것처럼 이는 단 6일보다 훨씬 오래 지속된다. 그러면 뭐지? 흥미롭게도 빠른 전파 폭발은 또 다른 고에너지 우주 현상인 짧은 감마선 폭발과 유사점을 보여준다. 그들은 또한 밀리초 내에 엄청난 에너지를 방출하고 먼 은하계에서 왔으며 비슷한 지속 시간의 잔광을 생성한다.
흥미로운 점은 짧은 감마선 폭발의 가능한 원인 중 하나는 두 개의 중성자별의 충돌이며, 이 사건은 빠른 전파 폭발의 후보 목록에도 포함되어 있다는 것이다. 이것이 오랫동안 기다려온 우주 전파 폭발의 원인일까? 전파 천문학자들이 마침내 그 수수께끼를 푸는 데 거의 가까워진 것 같다.
놀라운 점: '연쇄 폭발'도 있다
그러나 불과 몇 달 뒤 이론적인 건물은 다시 무너졌다. Arecibo 전파 망원경은 중성자별 충돌이나 기타 일회성 우주 재앙과 완전히 모순되는 것을 탐지했다. 처음으로 망원경은 한 소스에서 연속적으로 10개의 빠른 전파 폭발을 기록했다. 이는 완전히 새로운 것이다. 본에 있는 막스 플랑크 전파 천문학 연구소의 로라 스피틀러(Laura Spitler)는 “우리는 이전에 스스로 반복되는 전파 섬광을 본 적이 없다”고 말했다.
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| ▲ FRB 121102의 반복되는 전파 폭발은 모두 은하계 외부에서 발생한다. 하지만 누구 이론이 맞을까? © Spitler / nature |
새로 발견된 "연쇄 범죄자" FRB 121102는 개별 무선 폭발과 동일한 주파수 특성을 나타내며 은하계 외부에서 유래되었다. 10개의 연속된 무선 펄스의 강도만 약간 낮다. 그럼에도 불구하고 이것이 또한 빠른 전파 폭발이라는 점에는 의심의 여지가 없다. 그러나 일회성 폭발은 이러한 펄스에 대한 옵션이 아니다. "반복되는 전파 펄스는 중성자별의 병합이나 붕괴와 같은 격변적인 사건과 관련된 설명 모델을 제외한다"고 Spitler와 그녀의 팀은 설명했다.
새로운 질문
이는 전파 천문학자들이 원점으로 돌아온 것 같다는 것을 의미한다. 지금까지 논의된 후보 저자 중 누구도 일회성과 반복되는 전파 섬광을 모두 설명할 수 없다. 이론이 잘못된 걸까요? 2016년 여름 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 피터 윌리엄스(Peter Williams)는 “30년 전 감마선 폭발이 있었던 곳에서 오늘날 우리는 빠른 전파 폭발을 겪고 있다”고 말했다. 여러분은 이 극도로 강력하고 짧은 폭발을 관찰하지만 실제로는 그렇지 않다. 원인은 어둠 속에 있다.
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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