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우주 이야기 1543 - 강력한 편광 현상을 일으킨 미스터리 천체

 


(The object was discovered during observations of a galaxy named NGC 4945. X-ray: NASA/CXC/Univ degli Studi Roma Tre/A.Marinucci et al, Optical: ESO/VLT & NASA/STScI)

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우주는 온갖 신비한 천체들로 가득차 있습니다. 천문학자들은 한 번도 보지 못한 새로운 천체들을 계속해서 발견하고 있습니다. 그 가운데는 기존의 이론으로는 설명이 되지 않는 기이한 현상도 적지 않습니다. 칠레의 디에고 포탈레스 대학의 천체 물리학 연구소 (Instituto de Estudios Astrofísicos at the Universidad Diego Portales in Chile)의 연구팀이 지상에서 가장 강력한 전파 망원경 중 하나인 ALMA를 이용해 찾아낸 천체 역시 그 중 하나입니다.

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연구팀은 지구에서 1200만 광년 떨어진 은하 NGC 4945를 ALMA로 관측하던 중 특이한 신호를 파악했습니다. ALMA의 밴드 3 (band 3) 영역인 92-104GHz에서 50% 수준의 선형 편광 (linear polarization) 현상을 발견한 것입니다.

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편광은 빛의 전기장 또는 자기장이 특정 방향으로만 진동하는 현상을 의미합니다. 우리가 일반적으로 보는 자연광은 여러 방향의 빛이 섞여 있습니다. 따라서 편광을 얻기 위해서는 특정한 필터를 사용해야 합니다. 선형 편광은 이중에서 수직이나 수평 방향으로만 빛이 진동하는 편광을 의미합니다. 편광은 LED나 광통신 등 여러 분야에서 활용되고 있지만, 자연적으로 드물게 관찰됩니다.

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연구팀은 대체 어떤 천체가 이런 강력한 편광현상을 일으키는지 알기 위해 나사의 찬드라 X선 관측 위성과 Australia Telescope Compact Array (ATCA) 전파 망원경을 통해 해당 위치에서 관측을 시행했으나 다른 파장에서는 어떠한 증거도 찾을 수 없었습니다. 따라서 딱 이 영역에서만 강력하게 편광된 에너지를 방출하는 이제까지 알려지지 않은 형태의 천체가 있다는 이야기입니다.

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이런 강력한 편광 현상이 일어나기 위해서는 필터와 같은 잘 정돈되고 강력한 자기장의 힘이 필요합니다. 연구팀은 새로 탄생한 강력한 펄서가 매우 잘 정돈된 자기장을 지닌 경우나 혹은 특이한 형태의 마그네타 (자기장이 매우 강력한 중성자별)일 가능성을 제시하고 있으나 그렇다면 왜 다른 영역에서는 관측되지 않는지 역시 미스터리입니다.

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연구팀은 앞으로 제임스 웹 우주 망원경이나 다른 전파 망원경으로 이 천체를 다시 관측하면 새로운 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 지금까지 알려지지 않았던 시로운 형태의 천체가 이 현상의 원인일지 앞으로 연 결과가 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/space/punctum-mysterious-celestial-object/

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https://arxiv.org/abs/2507.13014

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