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2020년 3월 3일 화요일

우주 이야기 1014 - 우주에서 가장 큰 폭발 흔적



(This extremely powerful eruption occurred in the Ophiuchus galaxy cluster, which is located about 390 million light-years from Earth. Galaxy clusters are the largest structures in the Universe held together by gravity, containing thousands of individual galaxies, dark matter, and hot gas. Credit: X-ray: NASA/CXC/Naval Research Lab/Giacintucci, S.; XMM:ESA/XMM; Radio: NCRA/TIFR/GMRTN; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF)


 국제 과학자팀이 뱀주인자리 은하단 (Ophiuchus cluster)에서 역사상 가장 거대한 폭발 흔적을 찾아냈습니다. 미 해군 연구소의 시모나 지아신투치 박사 (Dr. Simona Giacintucci, from the Naval Research Laboratory in the United States)가 이끄는 연구팀은 나사의 찬드라 X선 위성 (Chandra X-ray Observatory), 유럽 우주국의 XMM-Newton, 호주 서부에 있는 Murchison Widefield Array (MWA), 그리고 인도에 있는 Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) 데이터를 통해 이 거대한 폭발 흔적을 확인했습니다. 


 지구에서 3억9천만 광년 떨어진 뱀주인자리 은하단은 우리 은하단처럼 수천개의 은하가 모인 거대한 집단입니다. 은하와 은하 사이 공간은 거의 진공에 가까운 공간이지만, 모든 우주 공간과 마찬가지로 물질이 존재합니다. 이 물질의 대부분은 수소로 사실 밀도가 일정하지 않습니다. 만약 은하 충돌이나 인근 은하 중심 블랙홀에서 강력한 분출이 일어나면 이 충격파로 인해 밀도가 낮은 공동 (cavity)가 생길 수도 있습니다. 


 연구팀은 네 개의 망원경을 이용해 뱀주인자리 은하단에서 157.5만 광년 너비의 빈공간을 찾아냈습니다. 우리 은하 15개가 나란히 들어갈 수 있는 거대 공동은 역대 가장 큰 크기로 사실 그냥 망원경으로 보면 아무것도 없는 빈공간처럼 보입니다. 하지만 희박한 밀도의 가스가 내는 파장을 분석하고 초고온으로 가열된 충격파를 확인하는 방법으로 과학자들은 숨겨진 구조를 찾아낼 수 있습니다. 거대한 공동을 남긴 폭발은 아마도 수억년 전 발생한 것으로 보이며 이후 우주 공간으로 계속해서 확산되어 지금처럼 거대해졌습니다. 


 이 연구는 호주의 MWA 같은 거대 전파 망원경 어레이 덕분에 가능했습니다. 앞서 소개한 것처럼 MWA는 망원경 어레이를 더 추가해 관측 성능을 끌어올렸습니다. 이 발견은 Phase I 데이터를 사용한 것으로 앞으로 더 많은 데이터가 발표되면 더 거대한 폭발 흔적을 찾아낼 가능성도 있습니다. 앞으로 더 생각하지 못한 놀라운 결과가 나올 수 있을 것입니다. 




 참고 


 Discovery of a giant radio fossil in the Ophiuchus Galaxy Cluster. The Astrophysical Journal . February 27th, 2020. arxiv.org/abs/2002.01291



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