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- 메가메이저는 마이크로파 범위에서 강력한 간섭 복사의 우주 소스
- 우주선 다발은 약 50억 광년 떨어진 은하에서 방출돼
- 새로운 발견에 Nkalakatha라는 이름, "Big Boss"와 같은 것을 의미

천문학자들이 가장 먼 메가메이저(Megamaser)를 발견했다.
은하 충돌로 형성된 고강도 우주 마이크로파 레이저

우주의 광선 광선:
천문학자들은 우주에서 가장 밝은 메가메이저 중 하나를 발견했다. 이 메가메이저는 마이크로파 범위에서 강력한 간섭 복사의 우주 소스다. 우주선 다발은 약 50억 광년 떨어진 은하에서 방출돼 지금까지 관찰된 것 중 가장 멀리 떨어진 메가메이저가 되었다. 그 빛은 들뜬 하이드록실(OH) 분자에 의해 생성된다고 연구팀은 보고했다. 

▲ 여기된 하이드록실 분자가 강한 간섭성 마이크로파 복사를 방출할 때 우주 메가메이저가 형성된다. © IDIA/LADUMA

레이저와 유사하게, 메이저는 동시에 진동하는 간섭성 복사를 생성한다. 이 자극 방출은 에너지 입력에 의해 들뜬 원자 또는 분자에서 방출되고 낮은 에너지 상태로 붕괴된다. 레이저와 달리 메이저는 마이크로파 범위의 복사만 방출하지만, 항성 요람, 초신성 유물 또는 은하와 같은 자연적인 우주 현상에 의해 발생할 수도 있다.

우주선

호주 커틴 대학의 Marcin Glowacki와 함께 일하는 천문학자들이 이제 특히 강력한 우주 메이저를 발견했다. 이러한 소위 메가메이저는 태양 광도의 1천 배 이상이며 대부분은 매우 밝은 적외선 은하의 중심에서 나온다. 우리 은하에 있는 훨씬 더 희미한 메이저와 유사하게, 이 하이드록실 메가메이저는 OH 분자의 자극 방출로 인한 것이다.

천문학자들은 남아프리카에 있는 MeerKAT 배열의 전파 망원경으로 거의 통과하는 새로운 메가메이저를 추적했다. LADUMA 프로젝트의 일환으로 그들은 특히 밤하늘에서 21cm의 파장을 가진 수소 방출 범위의 물체를 검색했다. 팀은 하이드록실 메가메이저의 일반적인 파장인 18cm에서 마이크로파 복사가 기록된 스펙트럼의 더 낮은 범위에 있는 복사 소스를 발견했다.

▲ 남아프리카 공화국 미어캣 천문대의 전파망원경. © 남아프리카 전파천문대

매우 밝고 기록적인 거리

더 면밀한 분석이 밝혀졌습니다. 방사선은 실제로 우주 메가메이저에서 나온다. 

이것은 태양 광도의 6,300배에 달하는 광도를 가지므로 지금까지 관찰된 이러한 유형의 방사선 소스 중 가장 광도가 높은 소스 중 하나다. "현재까지 알려진 메가메이저 53개 중 3개만이 이보다 높은 값을 가지고 있다”고 Glowacki와 그의 동료들은 보고했다. 따라서 그들은 새로운 발견에 Nkalakatha라는 이름을 붙였다. 이는 Zulu어로 "Big Boss"와 같은 것을 의미다.

더 흥미로운 사실은 Nkalakatha 메가메이저가 우리로부터 50억 광년 떨어진 은하에서 왔다는 것이다. 이것은 현재까지 알려진 가장 먼 메가메이저다. Glowacki는 "MeerKAT으로 단 하룻밤 만에 이러한 기록용 메이저를 직접 발견한 것이 인상적이다"며 "지금까지 망원경으로 관측된 것 중 가장 멀리 떨어진 수산기 메가메이저다"고 말했다.

동시에, LADUMAJ033046.20-75518.1로도 알려진 이 방사선원은 메가메이저를 대상으로 한 조사가 아니라 우연히 발견된 최초의 우주 메가메이저이기도 한다.

은하 충돌로 촉발

천문학자들은 Nkalakatha 메가메이저가 역시 매우 밝은 원적외선 은하에서 발산한다는 것을 발견했다. 그들은 이것이 아마도 은하 충돌의 결과로 가능한 매우 활발한 별 형성 때문이라고 생각한다. Glowacki는 "은하가 충돌할 때 포함된 가스는 극도로 압축된다"고 설명했다. 한편으로 이것은 집중적인 별 형성을 촉발하지만 메가메이저를 생성할 수도 있다.

팀은 이미 LADUMA 프로젝트의 일환으로 더 먼 메가메이저를 검색할 계획이다. "우리는 더 많이 발견하기를 바란다"고 Glowacki는 말했다.
(Astrophysical Journal Letters, 수락됨, arXiv:2204.02523)
출처: 국제전파천문연구소(ICAR)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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