.44 Hidden Stars Revealed: Gravitational Lensing Unlocks the Secrets of the Dragon Arc
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.44 Hidden Stars Revealed: Gravitational Lensing Unlocks the Secrets of the Dragon Arc
숨겨진 별 44개 공개: 중력 렌즈가 드래곤 아크의 비밀을 밝혀내다
Center for Astrophysics 제공 | 하버드 & 스미소니언2025년 1월 14일, 아벨 370 은하계 성단 허블 지구에서 약 40억 광년 떨어진 은하단인 Abell 370은 "Dragon Arc"(중앙 왼쪽 아래)를 포함하여 여러 개의 빛 호를 특징으로 합니다. 이러한 호는 중력 렌즈로 인해 발생합니다. 거대한 은하단 뒤편에 있는 먼 은하에서 지구로 오는 빛은 거대한 중력에 의해 Abell 370 주위로 휘어져 왜곡된 이미지가 나타납니다. 출처: NASA, ESA, R. Bouwens 및 G. Illingworth(University of California, Santa Cruz)
천문학자 팀은 NASA 의 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 먼 은하계를 관찰하여 65억 광년 떨어진 44개의 개별 별을 발견했습니다. 중력 렌즈로 인한 이번 발견은 먼 별을 관측하는 데 있어 새로운 기록을 세우고, 암흑 물질과 초기 단계의 우주 구조를 이해하는 새로운 길을 열었습니다. 먼 은하계에서의 기록적인 발견 관측 가능한 우주의 반쯤을 들여다보며 개별 별을 찾는 것은 불가능해 보일 수 있습니다. 마치 쌍안경으로 달 분화구 내부의 먼지 입자를 보려는 것과 같습니다. 하지만 놀라운 우주 현상 덕분에 천문학자 팀이 바로 그것을 달성했습니다. NASA의 제임스 웹 우주 망원경( JWST )을 사용하여, 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터( CfA )의 박사후 연구원인 펭우 선(Fengwu Sun)과 그의 팀은 65억 광년 떨어진 은하계를 관찰했습니다. 우주가 현재 나이의 절반이었을 때의 모습을 볼 수 있는 이 은하는 44개의 개별 별을 드러냈습니다. 이 별들은 JWST의 빛 수집 능력과 중력 렌즈라는 자연 현상의 강력한 조합을 통해 감지되었습니다.
드래곤 아크 허블이 촬영한 아벨 370의 확대된 세부 사진에서 44개의 별이 발견된 호스트 은하가 여러 번 나타납니다. 일반 이미지(왼쪽)와 왜곡된 이미지(길게 늘어진 빛 얼룩)입니다. 출처: NASA
암흑 물질과 항성 진화의 최전선 탐험 Nature Astronomy 에 게재된 이 획기적인 발견은 이렇게 먼 은하계에서 관찰된 개별 별의 수에 대한 새로운 기록을 세웠습니다. 또한 우주의 가장 큰 수수께끼 중 하나인 암흑 물질을 연구할 수 있는 문을 열어줍니다. "이 획기적인 발견은 먼 은하계에서 많은 수의 개별 별을 연구하는 것이 가능하다는 것을 처음으로 보여줍니다." 연구의 공동 저자인 Sun은 말했습니다. "
허블 우주 망원경을 사용한 이전 연구에서는 약 7개의 별을 발견했지만, 이제 우리는 이전에는 우리의 능력 밖에 있었던 별을 분해할 수 있는 능력을 갖추었습니다. 중요한 점은 더 많은 개별 별을 관찰하면 이러한 은하계와 별의 렌즈 평면에 있는 암흑 물질을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이전에 관찰한 소수의 개별 별만으로는 할 수 없었습니다."
제임스 웹 우주 망원경 Abell 370 근접 별 중력 렌즈 덕분에 천문학자들은 65억 광년이라는 엄청난 거리에 있는 별을 직접 이미지화할 수 있었으며, 제임스 웹 우주 망원경으로 찍은 이 근접 촬영 이미지에서 "십자선" 표시로 강조되었습니다. 출처: Yoshinobu Fudamoto/NASA
드래곤 아크와 중력 렌즈 CfA의 Sun은 지구에서 Abell 370이라는 거대한 은하계 무리 뒤에서 시야를 따라 위치한 Dragon Arc로 알려진 은하계의 JWST 이미지를 조사하는 동안 이 별의 보물 창고를 발견했습니다. Abell 370은 중력 렌즈 효과로 인해 Dragon Arc의 특징적인 나선을 우주적 규모의 거울 홀처럼 길쭉한 모양으로 늘립니다. 연구팀은 드래곤 아크 내부의 각 별의 색상을 주의 깊게 분석한 결과, 많은 별이 오리온자리의 베텔게우스와 비슷한 붉은 초거성이라는 것을 발견했습니다.
오리온자리는 생애의 마지막 단계에 있습니다. 이는 밤하늘에서 가장 밝은 별 중 하나인 리겔과 데네브와 비슷한 푸른 "초거성"을 주로 식별했던 이전의 발견과 대조됩니다. 연구원에 따르면, 별 유형의 이러한 차이는 또한 낮은 온도의 별을 드러낼 수 있는 적외선 파장에서 JWST 관측의 고유한 힘을 강조합니다. "이 개별 별을 발견했을 때, 우리는 실제로 이 거대한 성단의 은하에 의해 렌즈 확대된 배경 은하를 찾고 있었습니다." Sun이 말했습니다.
"하지만 데이터를 처리했을 때, 개별 별점이 많이 있는 것처럼 보였습니다. 이렇게 멀리 떨어진 개별 별을 처음으로 볼 수 있었기 때문에 흥미로운 발견이었습니다." 마이크로렌즈와 매크로렌즈의 결합 효과 은하계 군집의 거대하지만 보이지 않는 암흑 물질의 후광은 "매크로렌즈" 역할을 하는 반면, 군집을 떠도는 고립된, 속박되지 않은 별은 추가적인 "마이크로렌즈" 역할을 하여 확대율을 증가시킵니다. 출처: 요시노부 후다모토 지역 초거성에서 초기 은하까지 특히 Sun은 이 적색 초거성을 연구할 다음 기회에 들떠 있습니다.
"우리는 우리 지역 은하계 이웃의 적색 초거성에 대해 더 많이 알고 있습니다. 왜냐하면 그것들이 더 가깝고 더 나은 이미지와 스펙트럼을 촬영할 수 있으며, 때로는 별을 분해할 수도 있기 때문입니다. 우리는 지역 우주에서 적색 초거성을 연구하여 얻은 지식을 사용하여 은하계 형성의 초기 시대에 그들에게 무슨 일이 일어나는지 미래 연구에서 해석할 수 있습니다." 은하수 를 포함한 대부분의 은하에는 수십억 개의 별이 있습니다. 안드로메다 은하와 같은 근처 은하에서는 천문학자들이 별을 하나씩 관찰할 수 있습니다. 그러나 수십억 광년 떨어진 은하에서는 별이 섞인 것처럼 보이는데, 그 빛이 우리에게 도달하기 전에 수십억 광년을 이동해야 하기 때문입니다. 이는 은하가 어떻게 형성되고 진화하는지 연구하는 과학자들에게 오랜 과제입니다. "우리에게 아주 멀리 떨어진 은하는 보통 흐릿하고 흐릿한 덩어리처럼 보입니다."
일본 지바 대학의 조교수이자 연구 책임자인 요시노부 후다모토가 말했다. "하지만 사실 그 덩어리는 수많은 개별 별로 구성되어 있습니다. 우리는 망원경으로 분해할 수 없습니다." 중력 렌즈: 자연의 망원경 천문학의 최근 발전은 중력 렌즈를 활용하여 새로운열었습니다 . 중력 렌즈는 거대한 물체의 강력한 중력장에 의해 발생하는 자연스러운 확대 효과입니다. 알베르트 아인슈타인이 예측했듯이, 중력 렌즈는 먼 별의 빛을 수백 또는 수천 배로 증폭시켜 JWST와 같은 민감한 기구로 감지할 수 있게 합니다. 후다모토는 "이러한 발견은 일반적으로 은하당 별 1~2개로 제한되었습니다."라고 말했습니다.
"통계적으로 의미 있는 방식으로 별 집단을 연구하려면 개별 별에 대한 더 많은 관찰이 필요합니다." 미래의 발견과 암흑 물질 통찰력 미래의 JWST 관측은 드래곤 아크 은하에서 더 확대된 별을 포착할 것으로 기대됩니다. 이러한 노력은 먼 은하에 있는 수백 개의 별에 대한 자세한 연구로 이어질 수 있습니다. 게다가 개별 별에 대한 관측은 중력 렌즈의 구조에 대한 통찰력을 제공하고 심지어 암흑 물질의 애매한 본질에 대한 빛을 비출 수도 있습니다.
참고 자료: Yoshinobu Fudamoto, Fengwu Sun, Jose M. Diego, Liang Dai, Masamune Oguri, Adi Zitrin, Erik Zackrisson, Mathilde Jauzac, David J. Lagattuta, "적색 편이 0.725에서 은하계에 있는 40개 이상의 중력 확대 별 식별" 에가미 에이이치, 에도아르도 이아니, 로지에 A. 윈드호스트, Katsuya T. Abe, Franz Erik Bauer, Fuyan Bian, Rachana Bhatawdekar, Thomas J. Broadhurst, Zheng Cai, Chian-Chou Chen, Wenlei Chen, Seth H. Cohen, Christopher J. Conselice, Daniel Espada, Nicholas Foo, Brenda L. 프라이, 후지모토 세이지, 루카스 J. 퍼탁, 미리암 골럽칙, 타이거 유양 샤오, 장 밥티스트 졸리, 히로키 카와이, 패트릭 L. 켈리, 안톤 M. 코케모어, 코타로 코노, 바실리 코코레프, 밍규 리, 지하오 리, 샤오징 린, 게오르기오스 E. 마그디스, 아시시 K. 미나, 안나 니에미에크, 아민 나비자데, 요한 리차드, 찰스 L. Steinhardt, Yunjing Wu, Yongda Zhu 및 Siwei Zou, 2025년 1월 6일, Nature Astronomy . DOI: 10.1038/s41550-024-02432-3 천문학 천체물리학 암흑 물질 하버드
메모 2501151025 소스1.분석중_[[]]
1.
팀은 65억 광년 떨어진 은하계를 관찰했다. 우주가 현재 나이의 절반이었을 때의 모습을 볼 수 있는 이 은하는 44개의 개별 별을 드러냈다. 이 별들은[1]JWST의 빛 수집 능력과 중력 렌즈라는 자연 현상의 강력한 조합]을 통해 감지되었다. 드래곤 아크 허블이 촬영한 아벨 370의 확대된 세부 사진에서 44개의 별이 발견된 호스트 은하가 여러 번 나타난다.
_[1]] JWST의 빛의 수집능력과 중력렌즈가 자연현상이라는 것이 나의 의견이다. 빛의 수집은 국소점 밀도의 원리(*)로 보는 것이 국소의 자연현상이라는 것이다.
그리고 중력렌즈도 dbr.ain.chiral.energy.orbit:sms.oms.vix.ain(*)의 지적인 두뇌의 임의성있는 학구적인 해석이다. 두개의 다른 쌍얽힘의 조합으로 인하여 과학적인 진리에 접근하고 있다.
2.
중요한 점은 더 많은 개별 별을 관찰하면 이러한 은하계와 별의 렌즈 평면에 있는 암흑 물질을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이다.
별 유형의 이러한 차이는 또한 낮은 온도의 별을 드러낼 수 있는 적외선 파장에서 JWST 관측의 고유한 힘을 강조한다. 이 개별 별을 발견했을 때, 우리는 실제로 이 거대한 성단의 은하에 의해 렌즈 확대된 배경 은하를 찾고 있었다. 하지만 데이터를 처리했을 때, 개별 별점이 많이 있는 것처럼 보였다. 이렇게 멀리 떨어진 개별 별을 처음으로 볼 수 있었기 때문에 흥미로운 발견이였다. 마이크로렌즈와 매크로렌즈의 결합 효과 은하계 군집의 거대하지만 보이지 않는 암흑 물질의 후광은 "매크로렌즈" 역할을 하는 반면, 군집을 떠도는 고립된, 속박되지 않은 별은 추가적인 "마이크로렌즈" 역할을 하여 확대율을 증가시킨다.
3.
은하수를 포함한 대부분의 은하에는 수십억 개의 별이 있다. 안드로메다 은하와 같은 근처 은하에서는 천문학자들이 별을 하나씩 관찰할 수 있다. 그러나 수십억 광년 떨어진 은하에서는 별이 섞인 것처럼 보이는데, 그 빛이 우리에게 도달하기 전에 수십억 광년을 이동해야 하기 때문이다. 이는 은하가 어떻게 형성되고 진화하는지 연구하는 과학자들에게 오랜 과제이다. 우리에게 아주 멀리 떨어진 은하는 보통 흐릿하고 흐릿한 덩어리처럼 보인다. 하지만 사실 그 덩어리는 수많은 개별 별로 구성되어 있다. 우리는 망원경으로 분해할 수 없다.
중력 렌즈: 자연의 망원경 천문학의 최근 발전은 중력 렌즈를 활용하여 새로운 가능성을 열었다 . 중력 렌즈는 거대한 물체의 강력한 중력장에 의해 발생하는 자연스러운 확대 효과이다.
알베르트 아인슈타인이 예측했듯이, 중력 렌즈는 먼 별의 빛을 수백 또는 수천 배로 증폭시켜 JWST와 같은 민감한 기구로 감지할 수 있게 한다. 일반적으로 은하당 별 1~2개로 제한되었다. 통계적으로 의미 있는 방식으로 별 집단을 연구하려면 개별 별에 대한 더 많은 관찰이 필요하다.
미래의 발견과 암흑 물질 통찰력
미래의 JWST 관측은 드래곤 아크 은하에서 더 확대된 별을 포착할 것으로 기대된다. 이러한 노력은 먼 은하에 있는 수백 개의 별에 대한 자세한 연구로 이어질 수 있다. 게다가 개별 별에 대한 관측은 중력 렌즈의 구조에 대한 통찰력을 제공하고 심지어 암흑 물질의 애매한 본질에 대한 빛을 비출 수도 있다.
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