암흑 물질은 은하 중심 들보의 회전을 느리게 한다.
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2021-06-17 15:55:14
3'50" 읽기
* 은하 중심 들보의 움직임이 24% 느려졌다.
* 은하수의 바깥쪽에 많은 암흑 물질이 포함되어 있다는 새로운 증거
* 새로운 우주이론 제안을 제한한다.
우리 은하수는 막대 나선 중 하나다.
상승된 별 밀도의 직선 구조가 나선 팔이 부착되는 중심을 통과한다. 이 막대는 물질의 중요한 수송 경로를 형성하고 별 형성을 촉진한다. 나선 팔의 파동과 유사하게, 시간이 지남에 따라 은하 중심 주위를 천천히 회전한다. 공명 효과로 인해 속도는 주기적으로 변동된다.
후광의 제동 효과?
막대가 만들어진 이후로 막대의 움직임은 어떻게 바뀌었을까?
이론으로는 미묘한 제동 효과를 받기 때문에 속도를 줄여야 한다고 예측한다.
가정에 따르면, 이 감속은 은하수의 후광에 집중돼 있는 암흑 물질에 의해 발생한다.
우리 은하의 주 원반 모양의 평면을 둘러싸고 있는 가스와 플라즈마의 다소 별난 껍질인 은하수의 후광에 집중되어 있다.
옥스퍼드 대학교의 림페이 치바(Rimpei Chiba)와 University College London의 랄프 쇤리히(Ralph Schönrich)는 이 제동 효과가 입증될 수 있는지 조사했다. 이를 위해 가이아 위성에 의해 결정된 바(막대) 주변 별들의 이동 데이터를 평가했다. 은하의 역사 과정에서 이 별들은 공명 효과를 통해 은하수의 중심에서 막대 근처로 점차 끌어 당겨졌다.
그곳에서 그들은 함께 움직인다.
막대의 "연간 반지"로 별표 표시
하이라이트 :
막대와 공명하는 별의 궤도와 은하수 중심으로부터의 거리는 "포획"시간과 막대(들보)의 회전 속도에 따라 달라진다. 별이 영향권에 일찍 들어올수록 더 오래되었다. 그들은 더 오래 회전할수록 그 이후로 더 멀리 바깥쪽으로 밀려났다.
따라서 막대 공명은 나무껍질 아래에 새로운 세포층이 지속적으로 형성되는 연간 나무 고리와 비슷한 방식으로 발전한다”고 천문학자들은 설명한다. 그리고 나이테와 유사하게, 중심 들보의 초기 발달도 별에서 읽을 수 있다. 속도가 항상 동일하다면 주위의 별들의 나이는 안쪽에서 바깥쪽으로 균등하게 변해야 한다.
24% 감속
그러나 측정 결과에 따르면 이것은 사실이 아니다.
천문학자들은 실제로 멀리 떨어진 위치에 비해 너무 오래된 별 덩어리를 확인했다. 이 헤라클레스 스타 스트림은 오늘날보다 더 빨리 회전하던 시기에 바에 포착되었을 것이다. 그의 속도가 느려지면 Chiba와 Schönrich가 설명하는 것처럼 별 흐름이 바깥쪽으로 더 많이 드리프트된다.
연구자들은 그들의 데이터에서 바가 형성된 이후 약 24% 정도 속도가 느려졌을 것이라고 결론지었다. 이것은 이론적 예측을 확인시켜 준다.
“천체 물리학자들은 은하수의 중심에 있는 들보가 느려지고 있다고 오랫동안 의심해 왔다”고 Schönrich는 말한다. "우리는 이것이 실제로 일어난다는 첫 번째 증거를 제공했다.”
암흑 물질을 더 잘 보세요
현재 문서화 된 빔의 감속도 기본 이론을 뒷받침한다.
"들보의 회전을 늦추는 균형추는 암흑 물질이어야 한다“고 Schönrich는 설명했다.
따라서 은하수의 외부 영역에 집중된 질량은 브레이크 역할을 한다. 그 효과는 끝이 있는 막대가 점성 꿀을 당겨야 할 때와 유사하다.
"우리의 결과는 또한 중력 에너지가 아니라 중심 막대의 회전을 늦추는 관성을 통해 암흑 물질을 측정하는 새로운 방법을 가능하게 한다"고 Chiba는 설명했다. 이것은 암흑 물질의 본질을 제한할 완전히 새로운 기회를 열어준다. 기본 모델에 따라 은하 막대에 대한 관성 효과도 변경되기 때문이다.“
새로운 Kosmos 모델에 대한 제한
동시에, 새로운 측정은 암흑 물질의 존재를 완전히 배제하는 이론을 차단한다.
여기에는 중력 변화를 가정하는 일반 상대성 이론의 대체 버전이 포함된다. "우리의 결과는 이러한 대안 이론에 대해 중대한 문제를 제기한다. “왜냐하면 막대 속도가 전혀 느려지지 않아야 하거나 상당히 낮아야 하기 때문이다"고 Chiba는 말했다.
(왕립 천문 학회 월간 고지, 20231; doi : 10.1093 / mnras / stab1094)
출처 : University College London
* 은하 중심 들보의 움직임이 24% 느려졌다.
* 은하수의 바깥쪽에 많은 암흑 물질이 포함되어 있다는 새로운 증거
* 새로운 우주이론 제안을 제한한다.
은하수 : 암흑 물질은 광선을 느리게 한다.
은하 들보의 움직임이 24% 느려졌다.
"어두운" 제동 효과 :
오늘날 은하수의 중심 들보는 형성되었을 때보다 24% 더 느리게 움직인다.
이것은 은하수의 바깥쪽에 많은 암흑 물질이 포함되어 있다는 새로운 증거를 제공한다.
현재 이론에 따르면 질량은 빔의 회전에 브레이크처럼 작용하기 때문이다. 동시에 이것은 암흑 물질의 본질과 대안 이론의 타당성에 대한 결론을 도출할 수 있게 한다.
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▲ 오늘날 우리 은하수의 중심 들보는 초기보다 약 24% 더 느리게 회전한다. © NASA / JPL-Caltech, R. Hurt (SSC / Caltech) |
우리 은하수는 막대 나선 중 하나다.
상승된 별 밀도의 직선 구조가 나선 팔이 부착되는 중심을 통과한다. 이 막대는 물질의 중요한 수송 경로를 형성하고 별 형성을 촉진한다. 나선 팔의 파동과 유사하게, 시간이 지남에 따라 은하 중심 주위를 천천히 회전한다. 공명 효과로 인해 속도는 주기적으로 변동된다.
후광의 제동 효과?
막대가 만들어진 이후로 막대의 움직임은 어떻게 바뀌었을까?
이론으로는 미묘한 제동 효과를 받기 때문에 속도를 줄여야 한다고 예측한다.
가정에 따르면, 이 감속은 은하수의 후광에 집중돼 있는 암흑 물질에 의해 발생한다.
우리 은하의 주 원반 모양의 평면을 둘러싸고 있는 가스와 플라즈마의 다소 별난 껍질인 은하수의 후광에 집중되어 있다.
옥스퍼드 대학교의 림페이 치바(Rimpei Chiba)와 University College London의 랄프 쇤리히(Ralph Schönrich)는 이 제동 효과가 입증될 수 있는지 조사했다. 이를 위해 가이아 위성에 의해 결정된 바(막대) 주변 별들의 이동 데이터를 평가했다. 은하의 역사 과정에서 이 별들은 공명 효과를 통해 은하수의 중심에서 막대 근처로 점차 끌어 당겨졌다.
그곳에서 그들은 함께 움직인다.
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| ▲ 출처: 관련논문 Tree-ring structure of Galactic bar resonance |
막대의 "연간 반지"로 별표 표시
하이라이트 :
막대와 공명하는 별의 궤도와 은하수 중심으로부터의 거리는 "포획"시간과 막대(들보)의 회전 속도에 따라 달라진다. 별이 영향권에 일찍 들어올수록 더 오래되었다. 그들은 더 오래 회전할수록 그 이후로 더 멀리 바깥쪽으로 밀려났다.
따라서 막대 공명은 나무껍질 아래에 새로운 세포층이 지속적으로 형성되는 연간 나무 고리와 비슷한 방식으로 발전한다”고 천문학자들은 설명한다. 그리고 나이테와 유사하게, 중심 들보의 초기 발달도 별에서 읽을 수 있다. 속도가 항상 동일하다면 주위의 별들의 나이는 안쪽에서 바깥쪽으로 균등하게 변해야 한다.
24% 감속
그러나 측정 결과에 따르면 이것은 사실이 아니다.
천문학자들은 실제로 멀리 떨어진 위치에 비해 너무 오래된 별 덩어리를 확인했다. 이 헤라클레스 스타 스트림은 오늘날보다 더 빨리 회전하던 시기에 바에 포착되었을 것이다. 그의 속도가 느려지면 Chiba와 Schönrich가 설명하는 것처럼 별 흐름이 바깥쪽으로 더 많이 드리프트된다.
연구자들은 그들의 데이터에서 바가 형성된 이후 약 24% 정도 속도가 느려졌을 것이라고 결론지었다. 이것은 이론적 예측을 확인시켜 준다.
“천체 물리학자들은 은하수의 중심에 있는 들보가 느려지고 있다고 오랫동안 의심해 왔다”고 Schönrich는 말한다. "우리는 이것이 실제로 일어난다는 첫 번째 증거를 제공했다.”
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암흑 물질을 더 잘 보세요
현재 문서화 된 빔의 감속도 기본 이론을 뒷받침한다.
"들보의 회전을 늦추는 균형추는 암흑 물질이어야 한다“고 Schönrich는 설명했다.
따라서 은하수의 외부 영역에 집중된 질량은 브레이크 역할을 한다. 그 효과는 끝이 있는 막대가 점성 꿀을 당겨야 할 때와 유사하다.
"우리의 결과는 또한 중력 에너지가 아니라 중심 막대의 회전을 늦추는 관성을 통해 암흑 물질을 측정하는 새로운 방법을 가능하게 한다"고 Chiba는 설명했다. 이것은 암흑 물질의 본질을 제한할 완전히 새로운 기회를 열어준다. 기본 모델에 따라 은하 막대에 대한 관성 효과도 변경되기 때문이다.“
새로운 Kosmos 모델에 대한 제한
동시에, 새로운 측정은 암흑 물질의 존재를 완전히 배제하는 이론을 차단한다.
여기에는 중력 변화를 가정하는 일반 상대성 이론의 대체 버전이 포함된다. "우리의 결과는 이러한 대안 이론에 대해 중대한 문제를 제기한다. “왜냐하면 막대 속도가 전혀 느려지지 않아야 하거나 상당히 낮아야 하기 때문이다"고 Chiba는 말했다.
(왕립 천문 학회 월간 고지, 20231; doi : 10.1093 / mnras / stab1094)
출처 : University College London
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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