수십억 광년 이상에서도 관측이 가능한 감마선 버스트 (GRB Gamma Ray Burst) 는 우주에서 일어나는 아주 격렬한 현상중에 하나로 그 정확한 원인에 대해서는 아직도 연구 중이지만 초신성이 최후의 순간에 블랙홀 등으로 붕괴되면서 나오는 에너지라는 가설등이 주목을 받고 있습니다. 이 감마선 버스트 현상을 관측하기 위해서 스위프트를 비롯 나사의 페르미 우주선이 우주를 지속 감시하고 있는데 감마선 버스트 현상 관측 역사상 가장 고에너지의 감마선이 최근 관측되었다고 합니다.
그 주인공은 GRB 130427A 로 2013 년 4월 27일 관측되었습니다. 이를 먼저 관측한 쪽은 페르미의 Fermi Gamma - Ray Burst Monitor (GBM) 로 사자자리 부근에서 아주 강력한 에너지를 관측하는데 성공했고 이후 페르미의 다른 관측 장비인 LAT (Large Area Telescope) 를 통해 이 감마선의 에너지가 적어도 940 억 전자 볼트 (혹은 94 GeV) 라는 사실을 밝혀 냈습니다.
이 에너지는 특히 고에너지 감마선 현상인 GRB 의 기록 가운데서도 기존의 기록 대비 3 배가 높은 것이며 가시광 영역과 비교했을 때 350 억배의 에너지를 가지고 있다고 나사의 과학자들은 언급했습니다. 이렇게 높은 에너지를 가진 감마선은 좀처럼 관측이 힘든데 이 에너지가 날아온 지역은 지구에서 무려 36 억 광년이나 떨어진 지점이었습니다.
36 억 광년은 매우 멀긴 하지만 사실 GRB 가 대부분 아주 멀리서 발생한다는 점을 생각하면 비교적 가까운 편이라고 할 수 있습니다. 이전 역사상 가장 밝은 천체에서도 언급했듯이 75 억년 떨어진 GRB 도 사실 드물지 않습니다. 다만 이렇게 밝으면서 수시간이나 지속된 감마선 버스트 현상은 천문학자들도 처음 관측하는 것이었습니다.
(감마선 버스트 GRB 130427A. 왼쪽 이미지는 100 MeV 이상 감마선 에너지를 표시한 것이고 우측 이미지가 3 시간 후에 찍은 영상으로 여기에 GRB 130427A 가 밝게 표시됨. The maps in this animation show how the sky looks at gamma-ray energies above 100 million electron volts (MeV) with a view centered on the north galactic pole. The first frame shows the sky during a three-hour interval prior to GRB 130427A. The second frame shows a three-hour interval starting 2.5 hours before the burst, and ending 30 minutes into the event. The Fermi team chose this interval to demonstrate how bright the burst was relative to the rest of the gamma-ray sky. This burst was bright enough that Fermi autonomously left its normal surveying mode to give the LAT instrument a better view, so the three-hour exposure following the burst does not cover the whole sky in the usual way. (Credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration) )
왜 이렇게 강력한 감마선 버스트가 생겼는지는 알 수 없지만 아무튼 역사적인 기록인 점은 확실합니다. 참고로 이 감마선 버스트는 육안으로는 관측이 어렵지만 13 - 15.5 등급 정도의 밝기이고 3 시간 동안 지속되어 망원경이 있다면 볼 수도 있습니다.
거대 강입자 가속기 (LHC) 에서는 인간이 인위적으로 TeV 급 빔을 만들어 내기도 합니다. 하지만 그 세기는 36 억년 밖에도 관측될 만큼 강력하지는 않습니다. 인간으로써는 상상할 수도 없는 엄청난 에너지가 일순간에 방출되어야 GRB 같은 격렬한 우주 현상을 관측할 수 있겠죠. 아직은 GRB 를 100% 명쾌하게 설명하는 이론은 없지만 연구가 지속되면서 왜 이렇게 강력한 에너지가 일순간에 방출되는 지 알게 될 것이라고 생각합니다.
참고
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