기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 153 - 새로 기록을 깬 가장 멀리 떨어진 Type Ia 초신성





 아주 멀리 떨어진 은하들의 거리를 측정하는데 과학자들이 사용할 수 있는 수단은 그렇게 많지는 않습니다. 그러나 Type Ia 초신성은 아주 정확하게 일정한 밝기를 지니고 있기 때문에 아주 큰 도움이 될 수 있습니다. 이전에 몇차례 언급했듯이 Type Ia 초신성은 백색 왜성이 태양 질량의 대략 1.38 배 수준에 이르게 되면 폭발하는 케이스로 원리상 그 밝기가 항상 비슷합니다. 그 순간적인 밝기는 태양의 50 억 배 수준으로 멀리 떨어진 지구에서도 관측이 가능하기 때문에 수십억 광년을 넘어서 지구에서 이 초신성이 속해 있는 은하까지의 거리를 측정하는데 도움이 됩니다. 이런 의미에서 Type Ia 초신성은 Standard Candle 이라고 불리고 있습니다.  


 이미 올해 초 SN SCP-0401 이라는 Type Ia 초신성이 적색 편이 (redshift) 1.71 의 값으로 대략 100 억년 전 폭발한 (즉 그 만큼 멀리 떨어진) Type Ia 초신성의 타이틀을 가져간 바 있습니다. (http://blog.naver.com/jjy0501/100178488778  참조 ) 그런데 불과 3 개월만에 허블 우주 망원경이 이 기록을 다시 경신한 새로운 초신성을 찾아냈는데 전 미국 대통령 우드로 윌슨의 이름을 딴 UDS10Wil  이 그것입니다. 이 초신성은 대략 이전 기록을 3.5 억년 정도 더 갱신한 것으로 나타났습니다. 적색 편이는 1.914 이며 거리는 대략 105 억 광년 (물론 빛이 이동한 거리가) 으로 추정되었습니다.




(이번에 발견된 가장 먼 Type Ia 초신성 UDS10Wil. 초신성 단독으로 발견한 것이 아니라 이 초신성이 있는 은하가 갑자기 밝아지는 현상을 확인한 것으로 초신성 자체의 밝기는 작은 은하라면 은하 자체보다 더 밝을 수도 있음.   This is a Hubble Space Telescope view of supernova SN UDS10Wil, nicknamed SN Wilson that exploded over 10 billion years ago. The small box in the top image pinpoints SN Wilson's host galaxy in the CANDELS survey. The image is a blend of visible and near-infrared light. The three bottom images, taken in near-infrared light demonstrate how the astronomers found the supernova. The image at far left shows the host galaxy without SN Wilson. The middle image, taken a year earlier, reveals the galaxy with SN Wilson. The supernova cannot be seen because it is too close to the center of its host galaxy. To detect the supernova, astronomers subtracted the left image from the middle image to see the light from SN Wilson, shown in the image at far right. Credit: NASA, ESA, A. Riess (STScI and JHU), and D. Jones and S. Rodney (JHU) )


 이미 Type Ia 초신성의 연구가 왜 중요한지에 대해서는 몇차례 설명했기 때문에 이전 포스트들을 참조해 주시기 바랍니다. 이번 연구의 주저자인 존스 홉킨스 대학의 데이비드 존슨 (David O. Jones) 은 이런 100 억년 전의 Type Ia 초신성이 발견들로 인해 우주의 진화와 팽창에 대해서 더 잘 알게 되었다고 평가했습니다. 이런 Type Ia 초신성이야 말로 우주의 가속 팽창 (더 멀어질 수록 더 가속해서 멀어짐) 을 밝힌 장본인일 뿐 아니라 얼마나 가속 팽창이 일어나는지 정확하게 측정하는 도구이기 때문입니다.


 이 연구는 3 년간의 허블 망원경 이미지를 분석한 결과인데 공교롭게도 이전 Supernova Cosmology Project (SCP) 와 거의 비슷한 시기에 기록을 세운 셈입니다. 연구팀은 75 억년 전에서 100 억년 사이의 Type Ia 초신성의 숫자가 감소하는 현상 역시 발견했습니다. 이는 아직 백색 왜성이 생기기엔 우주의 나이가 너무 젊을 때라는 점임을 생각하면 놀라운 일은 아니라고 하겠습니다. 아마도 120 억년이나 130 억년전의 Type Ia 초신성을 찾기는 쉽지 않을 것인데 우주가 생긴 후 별들이 생긴지 얼마되지 않아 백색 왜성 자체가 생길 시간이 부족하기 때문입니다. 


 이런 점을 생각하면 과연 어느 정도까지 오래된 Type Ia 초신성이 발견될지도 궁금한 부분 가운데 하나입니다. 만에 하나라도 이해할 수 없을 만큼 오래된 Type Ia 초신성이 발견되는 경우 우리가 아는 백색 왜성이나 우주론에 대한 이론이 크게 변화해야 할 지도 모르기 때문이죠.  


 참고 





댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...