.Astronomers discover new link between dark matter and clumpiness of the universe
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.Astronomers discover new link between dark matter and clumpiness of the universe
천문학 자들은 암흑 물질과 우주의 덩어리 사이의 새로운 연결 고리를 발견합니다
토론토 대학교 연구원들이 액시온 이론을 테스트하는 데 사용한 Sloan Digital Sky Survey에서 볼 수 있는 지역 우주의 은하 지도. 각 점은 은하의 위치이며 지구는 지도 중앙에 있습니다. 출처: Sloan Digital Sky Survey JUNE 14, 2023
오늘 Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 에 발표된 연구에서 토론토 대학의 연구원들은 보이지 않는 암흑 물질의 특성과 우주 웹으로 알려진 우주의 대규모 구조를 모두 설명할 수 있는 이론적 돌파구를 밝혔습니다. 그 결과 천문학의 오랜 문제인 이 두 가지 문제 사이에 새로운 연결 고리가 설정되어 우주를 이해할 수 있는 새로운 가능성이 열렸습니다. 이 연구는 우주 전체에 걸쳐 예기치 않게 균일한 물질 분포를 중심으로 하는 "덩어리 문제"가 암흑 물질이 액시온이라고 하는 가상의 초경량 입자로 구성되어 있다는 신호일 수 있다고 제안합니다.
감지하기 어려운 액시온의 존재를 증명하는 것의 의미는 암흑 물질을 이해하는 것 이상으로 확장되며 우주 자체의 본질에 대한 근본적인 질문을 해결할 수 있습니다. "미래의 망원경 관찰과 실험실 실험으로 확인된다면, 액시온 암흑 물질을 발견하는 것은 금세기의 가장 중요한 발견 중 하나가 될 것입니다. 토론토 대학의 과학. "동시에, 우리의 결과는 왜 우주가 우리가 생각했던 것보다 덜 뭉쳐 있는지에 대한 설명을 제시합니다.
이 관찰은 지난 10여년 동안 점점 더 명확해졌고 현재 우리의 우주 이론을 불확실하게 만들고 있습니다." 우주 질량의 85%를 차지하는 암흑 물질은 빛과 상호 작용하지 않기 때문에 눈에 보이지 않습니다. 과학자들은 그것이 우주에 어떻게 분포되어 있는지 이해하기 위해 눈에 보이는 물질에 미치는 중력 효과를 연구합니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2023/astronomers-discover-n.mp4
액시온을 포함하는 경우 암흑 물질 우주 웹 구조가 얼마나 덜 뭉쳐지는지를 보여주는 액시온이 있거나 없는 우주 섹션의 컴퓨터 시뮬레이션. 규모면에서 은하계는 후광이라고 불리는 작은 녹색 점 중 하나 안에 있습니다. 출처: Alexander Spencer London/Alex Laguë.
-선도적인 이론은 암흑 물질이 양자 역학에서 파동과 같은 행동으로 인해 "퍼지"로 기술되는 액시온으로 구성되어 있다고 제안합니다. 별개의 점과 같은 입자와 달리 액시온은 전체 은하보다 더 큰 파장을 가질 수 있습니다. 이 흐릿함은 암흑 물질의 형성과 분포에 영향을 미치며, 액시온이 없는 우주에서 예측한 것보다 우주가 덜 덩어리진 이유를 잠재적으로 설명합니다. 이러한 덩어리의 부족은 대규모 은하 조사에서 관찰되었으며, 암흑 물질이 WIMP라고 하는 무겁고 약하게 상호 작용하는 아원자 입자로만 구성되어 있다는 다른 일반적인 이론에 도전합니다.
Large Hadron Collider와 같은 실험에도 불구하고 WIMP의 존재를 뒷받침하는 증거는 발견되지 않았습니다. "과학에서 새로운 발견이 이루어지고 오래된 문제가 해결되는 것은 아이디어가 무너지는 때입니다."라고 Rogers는 말합니다. 연구를 위해 Rogers가 이끄는 연구팀은 Dunlap Institute의 Renée Hložek 부교수 연구 그룹과 펜실베이니아 대학, 고등 연구 연구소, Columbia University 및 King's College London의 구성원을 포함하여 다음과 같은 관찰 결과를 분석했습니다.
Planck 2018, Atacama Cosmology Telescope 및 South Pole Telescope 조사에서 얻은 CMB(Cosmic Microwave Background)로 알려진 빅뱅의 유물 빛. 액시온을 포함하는 경우 암흑 물질 우주 웹 구조가 얼마나 덜 뭉쳐지는지를 보여주는 액시온이 있거나 없는 우주 섹션의 컴퓨터 시뮬레이션. 규모면에서 은하계는 후광이라고 불리는 작은 녹색 점 중 하나 안에 있습니다. 출처: Alexander Spencer London/Alex Laguë.
연구원들은 이 CMB 데이터를 근처 우주에서 약 백만 개의 은하 위치를 매핑하는 Baryon Oscillation Spectroscopic Survey(BOSS)의 은하 클러스터링 데이터와 비교했습니다. 중력 하에서 암흑 물질의 행동을 반영하는 은하의 분포를 연구함으로써 그들은 우주 전체의 물질 양의 변동을 측정하고 예측과 비교하여 감소된 덩어리를 확인했습니다. 그런 다음 연구자들은 긴 암흑 물질 파동이 있는 우주에서 유물 빛의 출현과 은하 분포를 예측하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했습니다. 이러한 계산은 빅뱅 및 은하 클러스터링 데이터의 CMB 데이터와 일치하여 퍼지 액시온이 덩어리 문제를 설명할 수 있다는 개념을 뒷받침합니다.
향후 연구에는 루빈 천문대(Rubin Observatory)를 통한 향후 10년 동안의 관측을 포함하여 수백만 개의 은하 지도를 작성하고 덩어리의 정확한 측정을 제공하기 위한 대규모 조사가 포함될 것입니다. 연구원들은 자신들의 이론을 중력 렌즈 효과를 통한 암흑 물질의 직접적인 관찰과 비교하기를 희망합니다. 이 효과는 암흑 물질 덩어리가 거대한 확대경과 유사하게 먼 은하에서 나오는 빛을 얼마나 많이 휘게 하느냐에 따라 측정됩니다. 그들은 또한 은하가 가스를 우주로 방출하는 방법과 이것이 암흑 물질 분포에 어떤 영향을 미치는지 조사하여 결과를 추가로 확인할 계획입니다. 우주를 형성하는 과정에서 중력은 수억 광년 길이의 보이지 않는 다리를 따라 은하와 은하단을 함께 묶는 거대한 거미줄 같은 필라멘트 구조를 만듭니다.
이것은 우주 웹으로 알려져 있습니다. 크레딧: Volker Springel(막스 플랑크 천체 물리학 연구소) 외.
암흑 물질의 본질을 이해하는 것은 우주의 기원과 미래를 이해하는 가장 시급한 근본적인 질문 중 하나이자 핵심입니다. 현재 과학자들은 중력과 양자 역학을 동시에 설명하는 단일 이론 즉 만물의 이론을 가지고 있지 않습니다 . 지난 수십 년 동안 모든 것에 대한 가장 인기 있는 이론은 모든 것이 끈과 같은 에너지 여기로 만들어지는 양자 수준 아래의 또 다른 수준을 가정하는 끈 이론입니다.
Rogers에 따르면, 퍼지 액시온 입자를 감지하는 것은 모든 것의 끈 이론이 옳다는 힌트가 될 수 있습니다. Rogers는 "우리는 이제 100년 된 암흑 물질 의 수수께끼에 대해 실험적으로 이해할 수 있는 도구를 가지고 있습니다. 심지어 향후 10년 정도에도 더 큰 이론적 질문에 대한 답을 얻을 수 있는 힌트를 줄 수 있습니다."라고 말했습니다. . "희망은 우주 의 수수께끼 요소가 풀릴 수 있다는 것입니다." 추가 정보: 초경량 액시온 및 S8 장력: 우주 마이크로파 배경 및 은하 클러스터링의 관절 제약, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2023). DOI: 10.1088/1475-7516 . iopscience.iop.org/article/10. … 475-7516/2023/06/023 토론토대학교 제공
https://phys.org/news/2023-06-astronomers-link-dark-clumpiness-universe.html
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메모 2306151957 나의 사고실험 oms 스토리텔링
암흑물질 후보로 전체 은하보다 더 큰 파장을 가질 수 있는 액시온과 WIMP라고 하는 무겁고 약하게 상호 작용하는 아원자 입자로 구성되어 있으리라 추측한다.
그러나 그것은 샘플링 qoms.(qmser_point).vixer.axions이냐? qoms.(vixer_array).qmser.WIMP이냐?의 관점의 차이이다. 허허.
- Leading theories suggest that dark matter is made up of axions, which in quantum mechanics are described as "fuzzy" due to their wave-like behavior. Unlike discrete point-like particles, axions can have wavelengths larger than entire galaxies. This blurring affects the formation and distribution of dark matter, potentially explaining why the universe is less clumpy than predicted in a universe without axions. The lack of such clumps has been observed in large-scale galactic surveys, and challenges other common theories that dark matter consists only of heavy, weakly interacting subatomic particles called WIMPs.
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memo 2306151957 my thought experiment oms storytelling
Dark matter candidates are speculated to be composed of heavy, weakly interacting subatomic particles called axions and WIMPs, which can have wavelengths greater than that of entire galaxies.
But is it sampling qoms.(qmser_point).vixer.axions? Is it qoms.(vixer_array).qmser.WIMP? haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bdecc
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e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
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0deb00 ac000f
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0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
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Samplec.oss (standard)
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.Brilliant gamma-ray flare 100 times brighter than our entire galaxy reveals 1 monster black hole is actually 2
우리 은하 전체보다 100배 더 밝은 화려한 감마선 플레어가 밝혀낸 괴물
실제로 2 로버트 레아출판3일 전 두 번째 초거대질량 블랙홀은 맹렬히 뜨거운 가스 원반 속으로 잠수하면서 에너지 폭발을 일으키고 있습니다. 이 작가의 인상은 OJ 287 은하에 있는 두 개의 거대한 블랙홀을 보여줍니다. 우주에 있는 큰 빨간색 고리에 있는 두 개의 검은색 점 (이미지 제공: NASA/JPL-Caltech)
천문학자들은 먼 은하계의 격동하는 중심부에 두 번째 초대질량 블랙홀이 존재함을 확인했습니다. 과학자들은 또한 이 두 우주 괴물이 가스와 먼지를 먹고 있으며 하나는 동료 주위의 뜨거운 먼지와 가스로 이루어진 거대한 디스크를 통해 떨어지는 독특한 직사각형 궤도를 가지고 있음을 발견했습니다. 약 50억 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 OJ 287의 중심에서 발견된 두 번째 블랙홀 거대괴수는 약 1억 5천만 태양의 질량을 가지고 있습니다. 그것이 위협적이기는 하지만, 그것이 궤도를 도는 블랙홀은 180억 개가 넘는 태양에 해당하는 훨씬 더 무겁고 강착 원반 형태로 주변 가스와 먼지를 탐욕스럽게 먹고 있습니다.
이 초거대질량 블랙홀의 표면으로 떨어지지 않는 이 격렬한 우주 소용돌이에서 나온 물질은 극으로 향하고 강력한 제트로 폭발하여 은하의 중심을 일종의 활동은하핵(AGN)으로 밝게 비추는 과정을 거칩니다. ) 퀘이사 라고 합니다 . 천문학자들이 두 번째 궤도를 도는 초대질량 블랙홀의 신호를 발견한 것은 이 강착 원반에서였습니다. 두 번째 블랙홀이 주 블랙홀을 둘러싸고 있는 강착 원반을 뚫고 들어가면서 일련의 플레어를 촉발합니다. 이러한 플레어는 잠수하는 블랙홀이 물질의 디스크를 가열하고 팽창하는 거품으로 뜨거운 가스를 "트림"하게 함으로써 발생합니다. 기포는 수개월에 걸쳐 식으면서 약 2주 동안 지속되는 빛을 발산하고 섬광을 발산하며 1조 개의 별에서 나오는 결합된 빛 또는 은하수에서 나오는 전체 빛 출력보다 더 밝 습니다 . 새로운 연구는 두 번째 블랙홀이 강착원반을 통해 잠수하는 타이밍을 정확하게 예측하여 천문학자들이 두 번째 블랙홀의 평평하고 긴 궤도와 강착원반 플레어의 타이밍을 모두 모델링할 수 있도록 합니다.
밝은 적색 가스 고리로 둘러싸인 두 개의 블랙홀 쌍 블랙홀 시스템으로서의 OJ 287의 예술적인 삽화.(이미지 제공: AAS 2018)
숨겨진 괴물 게자리 방향에 있는 OJ 287은 120년 전에 퀘이사 중심에 있는 사진 건판에서 발견되었습니다. 이 퀘이사는 잘 연구되었지만 블랙홀은 관찰에서 하나의 병합된 점으로 나타났습니다. 천문학자들이 이 AGN의 진정한 이진 특성에 대해 추측할 수 있었던 것은 두 가지 다른 유형의 신호를 결정한 후에야 가능했습니다. 약 40년 전, 핀란드 투르쿠 대학의 천문학자이자 새로운 연구의 공동 저자인 Aimo Sillanpää와 그의 동료들은 OJ 287의 방출에서 두드러진 패턴을 발견했습니다. 그들은 약 12년 중 하나인 두 주기를 확인했습니다. 약 55년 중 하나입니다. 이것은 두 개의 블랙홀이 서로 주위를 돌고 있음을 나타냅니다. 더 짧은 주기는 궤도 주기이고 더 긴 주기는 이 궤도의 방향이 시간이 지남에 따라 이동하면서 발생합니다. 연구를 이끈 핀란드 투르쿠 대학의 천문학자 Mauri Valtonen은 "두 개의 블랙홀은 하늘에서 서로 너무 가까워서 따로 볼 수 없습니다. 우리 망원경의 단일 지점으로 병합됩니다." 성명서에서 .
"우리가 각 블랙홀에서 명확하게 분리된 신호를 보는 경우에만 실제로 둘 다 '봤다'고 말할 수 있습니다." 2021/2022년 여러 망원경으로 수행한 관측 캠페인에서 천문학자들은 마침내 강착원반을 통해 잠수하는 2차 블랙홀에 대한 직접적인 증거를 얻을 수 있었고 두 번째 우주 거인으로부터 신호를 수집할 수 있었습니다. "2021/2022년 기간은 OJ 287 연구에서 특별한 의미가 있었습니다."라고 Valtonen은 말했습니다.
"이전에는 이 기간 동안 2차 블랙홀이 더 무거운 동반자의 강착 원반을 통해 뛰어들 것이라고 예측되었습니다. 이 급락은 충돌 직후 매우 푸른 섬광을 생성할 것으로 예상되었으며 실제로 관측되었습니다. 예상 시간의 날짜." 이 작가의 인상은 OJ 287 은하에 있는 두 개의 거대한 블랙홀을 보여줍니다. 이 작가의 인상은 OJ 287 은하에 있는 두 개의 거대한 블랙홀을 보여줍니다.(이미지 출처: NASA/JPL-Caltech) 폭발적인 놀라움 일치하는 이전 예측에도 불구하고 새로운 관찰은 여전히 놀라움을 전달했습니다.
예를 들어, 천문학자들은 전체 은하 보다 100배 더 밝고 단 하루 동안 지속되는 거대한 플레어를 포함하여 이전에 감지되지 않았던 유형의 플레어를 발견했습니다 . Valtonen은 "추정에 따르면 플레어는 더 작은 블랙홀이 급강하하는 동안 삼키기 위해 엄청난 양의 새로운 가스를 받은 직후에 발생했습니다."라고 말했습니다. "OJ287이 갑자기 밝아지는 것은 삼키는 과정입니다. 이 과정이 OJ 287의 더 작은 블랙홀에서 분출하는 제트에 힘을 실어준 것으로 생각됩니다. 이와 같은 사건은 10년 전에 예견되었지만 아직 일어나지 않았습니다. 지금까지 확인됐다."
2차 블랙홀이 더 큰 파트너의 강착 원반을 통과할 때 강력한 감마선 폭발을 일으켰습니다. 이는 이 시스템에서 6년 만에 가장 큰 것으로, Fermi Gamma-ray Space Telescope에 의해 관찰 되었습니다 . 감마선 폭발은 2차 블랙홀의 물질 제트가 주 강착 원반의 가스와 충돌하면서 생성되었습니다. 이것은 과학자들이 보관 데이터를 되돌아보고 2013년에 비슷한 감마선 폭발을 보았을 때 확인되었습니다 . 더 작은 블랙홀이 강착 디스크를 통해 마지막으로 떨어졌습니다. "그럼 1일 폭등은? 왜 우리는 전에 본 적이 없지?" 발토넨이 말했다. "우리는 그저 운이 나빴던 것뿐입니다.
아무도 OJ287이 하룻밤 스턴트를 하던 그 날 밤을 정확히 관찰하지 못했습니다." 천문학자들은 일련의 망원경을 사용하여 전자기 스펙트럼 에서 OJ 287의 중심에 있는 블랙홀 쌍성을 계속 연구할 것이지만 , 쌍성 블랙홀 쌍의 확인은 시스템이 중력파 감지 에 이상적인 후보가 되도록 합니다. 거대한 물체가 서로 가속하고 공전할 때 발생하는 시공간. 중력파는 쌍성계에서 멀리 떨어진 각운동량을 전달하므로 거주자가 함께 나선형을 이룹니다. 이것은 결국 OJ 287의 두 블랙홀이 합쳐져 훨씬 더 거대한 초대질량 블랙홀을 만들게 된다는 것을 의미합니다. 이 팀의 연구는 왕립천문학회 월간지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 저널에 실렸습니다 .
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