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.A Dying Star Could Unlock the Universe’s Biggest Mystery
죽어가는 별이 우주의 가장 큰 미스터리를 풀 수 있다
Matt Williams, Universe Today 작성2025년 1월 18일2개의 댓글6분 읽기 페이스북 지저귀다 핀터레스트 전보 공유하다 Supernova 1987A(웹 NIRCam 이미지) Webb의 NIRCam(근적외선 카메라)이 SN 1987A(Supernova 1987A)의 자세한 이미지를 포착했습니다. 출처: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura(카디프 대학교), Richard Arendt(NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson(스톡홀름 대학교), Josefin Larsson(KTH), Alyssa Pagan(STScI)
연구자들은 우리 은하의 초신성이 축으로부터 감지 가능한 감마선을 방출함으로써 암흑 물질의 비밀을 밝힐 수 있다고 믿습니다. 이 발견은 이 애매한 입자의 특성과 우주에서의 역할에 대한 중요한 통찰력을 제공할 것입니다. 과학자들은 거의 1세기 동안 우리 우주를 형성하지만 보이지 않는 물질인 암흑 물질 의 신비를 풀기 위해 노력해 왔습니다 . 1960년대에 은하가 회전하는 이유를 설명하기 위해 제안된 암흑 물질은 빛이나 다른 형태의 전자기 복사를 방출하거나 상호 작용하지 않습니다. 중력을 통해서만 상호 작용하는 것으로 생각되며 우주의 총 질량의 무려 85%를 차지합니다.
널리 받아들여진 우주론의 람다 콜드 암흑 물질 (LCDM) 모델의 핵심인 암흑 물질은 우주에 대한 우리의 이해에 중요한 역할을 합니다. 그러나 그 진정한 본질은 여전히 애매합니다. 악 시온 가설 이 탐색에서 가장 유망한 단서 중 하나는 악 시온 입니다. 악시온은 1970년대에 양자 물리학의 미해결 문제를 해결하기 위해 처음 제안된 가상의 저질량 입자입니다. 최근의 발전은 악시온이 중성자 별 주변에서 발견되는 강한 자기장이 있는 경우와 같이 특정 조건에서 스스로를 드러낼 수 있음을 시사합니다 .
캘리포니아 대학교 버클리 의 천체물리학자들이 미국 에너지부의 지원을 받아 수행한 획기적인 연구에 따르면, 인근 초신성 폭발 직후에 액시온이 감지될 수 있다고 합니다 . 연구원들에 따르면, 이러한 사건 중에 액시온이 생성하는 감마선은 이러한 입자의 첫 번째 직접적인 증거를 제공할 수 있으며, 잠재적으로 과학의 가장 큰 퍼즐 중 하나를 해결할 수 있습니다.
우주의 실험실로서의 초신성 이 연구는 버클리 이론물리학 센터 (BCTP) 의 연구원 과 로렌스 버클리 국립연구소(LBNL) 이론물리학 그룹 의 일원이 수행했습니다 . 그들의 연구 결과를 설명하는 논문은 최근 저널 Physical Review Letters 에 게재되었습니다. 그들이 주장하듯이, 거대한 별이 핵 붕괴를 겪고 중성자별 이 된 후 처음 10초 동안 엄청난 양의 액시온이 생성됩니다 . 그런 다음 이러한 액시온은 탈출하여 별의 강렬한 자기장에서 고에너지 감마선으로 변환됩니다. 탐지를 위한 탐구 수십 년 동안 다크 매터에 대한 탐색은 MAssive Compact Halo Objects (MACHOs)에 집중되었습니다.
실체화에 실패하자 물리학자들은 약하게 상호작용하는 대량 입자 (WIMPs)를 가장 가능성 있는 후보로 고려하기 시작했지만, 역시 구체적인 것은 찾지 못했습니다. 이로 인해 가장 널리 받아들여진 후보가 된 악시온은 입자 물리학의 표준 모형에 부합하고 양자 역학의 여러 미해결 문제( 모든 것의 이론 (ToE) 포함)를 해결하는 기본 입자입니다.
가장 강력한 악시온 후보는 양자 색역학(QCD) 악시온으로, 이론적으로는 모든 물질과 약하게 상호작용합니다. 이전 연구에서 보여 주었듯이, 악시온은 때때로 감지할 수 있는 강한 자기장이 있을 때 광자로 변합니다. 그러나 이러한 감지는 초신성이 근처에 있어야 하기 때문에 매우 어려울 것입니다(은하수 나 위성 은하 중 하나). 게다가 관측 가능한 초신성은 드물며 수십 년에 한 번씩 발생합니다.
초신성 관측의 희소성과 잠재력 천문학자들이 이 현상을 마지막으로 관찰한 것은 1987년으로 , 지구에서 약 168,000광년 떨어진 대마젤란운 (LMC)에 II형 초신성( SN1987A )이 갑자기 나타났을 때였습니다. 당시 NASA 의 Solar Maximum Mission (SMM)은 LMC를 관찰하고 있었지만 예측된 감마선 강도를 감지할 만큼 민감하지 않았습니다. UC 버클리 물리학 조교수이자 논문의 수석 저자인 Benjamin Safdi는 최근 UC 버클리 뉴스 성명에서 다음과 같이 설명했습니다.
"만약 우리가 현대 감마선 망원경으로 초신성 1987A와 같은 초신성을 본다면, 우리는 이 QCD 축, 가장 흥미로운 축을 매개변수 공간의 대부분에서 감지하거나 배제할 수 있을 것입니다. 본질적으로 실험실에서 조사할 수 없는 전체 매개변수 공간과 실험실에서 조사할 수 있는 매개변수 공간의 대부분에서도 말입니다. 그리고 이 모든 것이 10초 안에 일어날 것입니다."
페르미 대면적 망원경 페르미 감마선 우주 망원경은 가장 높은 에너지 형태의 빛을 사용하여 우주를 관찰하며, 감마선 폭발과 블랙홀 제트, 펄서, 초신성 잔해, 우주선의 기원에 이르기까지 우주의 가장 극단적인 현상에 대한 중요한 창을 제공합니다. 출처: © Daniëlle Futselaar/MPIfR (artsource.nl)
슈퍼컴퓨터 시뮬레이션과 미래 기술 SN1987A를 사용하여 더 높은 질량의 축을 제한하는 일련의 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통해 Safdi와 그의 동료들은 II형 초신성이 동시에 감마선과 중성미자의 폭발을 생성한다는 것을 확인했습니다. 그들은 생성된 감마선은 축의 질량에 따라 달라지며 중성자별이 형성된 후 10초만 지속된다고 추가로 언급했습니다. 그 후에는 생성 속도가 극적으로 떨어질 것입니다. 즉, 감마선 우주 망원경은 정확히 적절한 시기에 초신성을 향해 있어야 합니다.
페르미 감마선 우주 망원경은 현재 우주 감마선 원천을 감지할 수 있는 유일한 천문대입니다. 과학자들은 시야를 기준으로 페르미가 초신성을 발견할 확률은 약 1/10이라고 추정합니다. 이를 위해 팀은 GALactic AXion Instrument for Supernova(GALAXIS)라는 차세대 감마선 망원경을 만들 것을 제안합니다. 사프디는 다음과 같이 말했습니다. "이것은 우리가 액시온을 탐색하기 위한 최적의 타겟으로 중성자별을 액시온 실험실로 생각하게 된 계기가 되었습니다. 중성자별은 많은 장점을 가지고 있습니다. 매우 뜨거운 물체입니다. 또한 매우 강한 자기장을 가지고 있습니다.
우리 우주에서 가장 강한 자기장은 중성자별 주변에서 발견되는데, 예를 들어 마그네타는 실험실에서 만들 수 있는 어떤 것보다 수십억 배 더 강한 자기장을 가지고 있습니다. 이는 이러한 액시온을 관찰 가능한 신호로 변환하는 데 도움이 됩니다." 잠재적 발견의 의미 그들이 지적했듯이, 감마선을 한 번만 감지해도 이론 질량의 광범위한 범위에서 액시온의 질량을 정확히 파악할 수 있고 실험실 실험에서 이 질량을 확인하는 데 노력을 집중할 수 있습니다.
감지가 부족하더라도 과학자들은 액시온의 잠재적 질량 범위를 크게 줄일 수 있어 다크 매터에 대한 탐색이 상당히 좁아질 것입니다. 그동안 사프디와 그의 동료들은 페르미 망원경이 행운을 잡을 수 있기를 바랍니다. "악시온에 대한 가장 좋은 시나리오는 페르미가 초신성을 포착하는 것입니다."라고 그는 덧붙였습니다. "그럴 가능성이 작을 뿐입니다. 하지만 페르미가 그것을 본다면, 우리는 그 질량을 측정할 수 있을 것입니다. 우리는 그 상호 작용 강도를 측정할 수 있을 것입니다. 우리는 악시온에 대해 알아야 할 모든 것을 결정할 수 있을 것이고, 그러한 사건을 만들어낼 수 있는 일반적인 물질이 없기 때문에 그 신호에 대해 매우 확신할 수 있을 것입니다."
원래 Universe Today 에 게재된 기사를 발췌한 것입니다 . 더 탐색: 근처 초신성이 마침내 암흑 물질 퍼즐을 풀 수 있다 참고문헌: Claudio Andrea Manzari, Yujin Park, Benjamin R. Safdi 및 Inbar Savoray의 "Supernova Axions Convert to Gamma Rays in Magnetic Fields of Progenitor Stars", 2024년 11월 19일, Physical Review Letters . DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.211002
https://scitechdaily.com/a-dying-star-could-unlock-the-universes-biggest-mystery/
메모 2501190405 소스1. 상단부 분석중_【】
1.
죽어가는 별이 우주의 가장 큰 미스터리를 풀 수 있다.
연구자들은 우리 은하의 초신성이 축으로부터 감지 가능한 감마선을 방출함으로써 암흑 물질의 비밀을 밝힐 수 있다고 믿는다. 이 발견은 이 애매한 입자의 특성과 우주에서의 역할에 대한 중요한 통찰력을 제공할 것이다.
과학자들은 거의 1세기 동안 [1]우리 우주를 형성하지만 보이지 않는 물질인 암흑 물질]의 신비를 풀기 위해 노력해 왔다 . 1960년대에 은하가 회전하는 이유를 설명하기 위해 제안된 암흑 물질은 빛이나 다른 형태의 전자기 복사를 방출하거나 상호 작용하지 않다. 중력을 통해서만 상호 작용하는 것으로 생각되며 우주의 총 질량의 무려 85%를 차지한다. 널리 받아들여진 우주론의 람다 콜드 암흑 물질 (LCDM) 모델의 핵심인 암흑 물질은 우주에 대한 우리의 이해에 중요한 역할을 합니다. 그러나 그 진정한 본질은 여전히 애매하다.
_[1】 암흑물질이 그 무엇이든 msbase.galaxy의 존재를 mceller화 시킨 스케일이여야 한다. 그것은 msbase보다 최소 두개는 더 커진 것이고 매개변수 zerosum 구조체를 걸쳐서 존재해야 한다. 그것을 msoss(*)로 본 것이 나의 우주론이다. 으음.
1-1.악 시온 가설
이 탐색에서 가장 유망한 단서 중 하나는 axion이다. 악시온은 1970년대에 양자 물리학의 미해결 문제를 해결하기 위해 처음 제안된 [1]가상의 저질량 입자이다. 최근의 발전은 악시온이 중성자 별 주변에서 발견되는 강한 자기장]이 있는 경우와 같이 특정 조건에서 스스로를 드러낼 수 있음을 시사한다.
_[1-1】axion이 암흑물질의 단위이면 qcell일 가능성이 있다. 그 seat가 qpeoms이고 msbase내지는 msoss을 공통적으로 직접 분해한다. 그러나 mcell에서 떠나 3d로 부유하는 zspms는 2d.qpeoms로 분해할 수 없다. msoss가 암흑물질이고 부유한 zspms로 변해 있다면 axion은 부유된 zsp이고 감지하기 어려운 것이 당연하다. 어허. 감지하려면 3d.qpeoms가 존재해야 한다. 허허. 어렵도다.
1-2.
캘리포니아 대학교 버클리 의 천체물리학자들이 미국 에너지부의 지원을 받아 수행한 획기적인 연구에 따르면, 인근 초신성 폭발 직후에 액시온이 감지될 수 있다고 합니다 . 연구원들에 따르면, 이러한 사건 중에 액시온이 생성하는 감마선은 이러한 입자의 첫 번째 직접적인 증거를 제공할 수 있으며, 잠재적으로 과학의 가장 큰 퍼즐 중 하나를 해결할 수 있습니다.
1-3.우주의 실험실로서의 초신성
그들의 주장은 거대한 별이 핵 붕괴를 겪고 중성자별 이 된 후 처음 10초 동안 엄청난 양의 액시온이 생성된다 . 그런 다음 이러한 액시온은 탈출하여 별의 강렬한 자기장에서 고에너지 감마선으로 변환된다.
탐지를 위한 탐구
수십 년 동안 다크 매터에 대한 탐색은 MAssive Compact Halo Objects (MACHOs)에 집중되었다. 실체화에 실패하자 물리학자들은 약하게 상호작용하는 대량 입자 (WIMPs)를 가장 가능성 있는 후보로 고려하기 시작했지만, 역시 구체적인 것은 찾지 못했다. 이로 인해 가장 널리 받아들여진 후보가 된 악시온은 입자 물리학의 표준 모형에 부합하고 양자 역학의 여러 미해결 문제( 모든 것의 이론 (ToE) 포함)를 해결하는 기본 입자이다.
1-4.
가장 강력한 악시온 후보는 양자 색역학(QCD) 악시온으로, 이론적으로는 모든 물질과 약하게 상호작용한다. 이전 연구에서 보여 주었듯이, 악시온은 때때로 감지할 수 있는 강한 자기장이 있을 때 광자로 변한다. 그러나 이러한 감지는 초신성이 근처에 있어야 하기 때문에 매우 어려울 것이다.(은하수 나 위성 은하 중 하나). 게다가 관측 가능한 초신성은 드물며 수십 년에 한 번씩 발생한다.
1-5.초신성 관측의 희소성과 잠재력
천문학자들이 이 현상을 마지막으로 관찰한 것은 1987년으로 , 지구에서 약 168,000광년 떨어진 대마젤란운 (LMC)에 II형 초신성( SN1987A )이 갑자기 나타났을 때이다. 당시 NASA는 LMC를 관찰하고 있었지만 예측된 감마선 강도를 감지할 만큼 민감하지 않았다.
2.
만약 우리가 현대 감마선 망원경으로 초신성 1987A와 같은 초신성을 본다면, 우리는 이 QCD 축, 가장 흥미로운 축을 매개변수 공간의 대부분에서 감지하거나 배제할 수 있을 것이다. 본질적으로 실험실에서 조사할 수 없는 전체 매개변수 공간과 실험실에서 조사할 수 있는 매개변수 공간의 대부분에서도 말이다. 그리고 이 모든 것이 10초 안에 일어날 것이다.
페르미 감마선 우주 망원경은 가장 높은 에너지 형태의 빛을 사용하여 우주를 관찰하며, 감마선 폭발과 블랙홀 제트, 펄서, 초신성 잔해, 우주선의 기원에 이르기까지 우주의 가장 극단적인 현상에 대한 중요한 창을 제공한다.
2-1.슈퍼컴퓨터 시뮬레이션과 미래 기술
SN1987A를 사용하여 더 높은 질량의 축을 제한하는 일련의 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통해, II형 초신성이 동시에 감마선과 중성미자의 폭발을 생성한다는 것을 확인했다. 그들은 생성된 감마선은 축의 질량에 따라 달라지며 중성자별이 형성된 후 10초만 지속된다고 추가로 언급했다. 그 후에는 생성 속도가 극적으로 떨어질 것이다. 즉, 감마선 우주 망원경은 정확히 적절한 시기에 초신성을 향해 있어야 한다.
2-2.
페르미 감마선 우주 망원경은 현재 우주 감마선 원천을 감지할 수 있는 유일한 천문대이다. 과학자들은 시야를 기준으로 페르미가 초신성을 발견할 확률은 약 1/10이라고 추정한다.
이것은 우리가 액시온을 탐색하기 위한 최적의 타겟으로 중성자별을 액시온 실험실로 생각하게 된 계기가 되었다.
[2-2]중성자별은 많은 장점을 가지고 있다. 매우 뜨거운 물체이다. 또한 매우 강한 자기장을 가지고 있다. 우리 우주에서 가장 강한 자기장은 중성자별 주변에서 발견되는데, 예를 들어 마그네타는 실험실에서 만들 수 있는 어떤 것보다 수십억 배 더 강한 자기장을 가지고 있다. 이는 이러한 액시온을 관찰 가능한 신호로 변환하는 데 도움이 된다.
_[2-2】수퍼컴 대신에 나의 qpeoms.msbase 이론에 따른 axion이 암흑물질이면,
어쩌면 qcell.seat(12sms.oms.vix.ain)이거나 qpeoms.uint.3d 일 수도 있다. 어허. 이는 암흑물질이 존재한다는 정의역 msoss(*?)와 또다른 그룹으로 예상되는 axion.seat&qpeoms.3d(*??)가 대칭된 파장(*???)이 보인다. 어허.
*axion은 1977년 양자 색역학(QCD)의 강한 상호작용의 CP 문제를 해결하기 위해 페체이 퀸 이론에 의해 처음 가정된 가상의 기본 입자이다. 만일 액시온들이 존재하고 어떤 특정 범위 내에서 작은 질량을 갖는다면, 그것들은 한 가능한 차가운 암흑 물질의 구성 요소로서 관심을 받는다.
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B메모 2501190338 하단부 소스1. 분석중_【】
2-3.잠재적 발견의 의미
그들이 지적했듯이, [2-3]감마선을 한 번만 감지해도 이론 질량의 광범위한 범위에서 액시온의 질량]을 정확히 파악할 수 있고, 실험실 실험에서 이 질량을 확인하는 데 노력을 집중할 수 있다. 감지가 부족하더라도 과학자들은 액시온의 잠재적 질량 범위를 크게 줄일 수 있어 다크 매터에 대한 탐색이 상당히 좁아질 것이다.
_[2-3】msbase는 은하이다. 이곳에 수많은 별이 있다. 그중에 가장큰 별이 nk2이다. 이것을 발견하기는 늘 어렵다. 그러나 갑짜기 초신성으로 빛나는 별이 있다. 임의적 잠재적인 mcell 위치에서 qms사건이 벌어지는 곳으로 주검을 맞거나 신생의 별이다. 그러면 중성자 별인 smolas가 감마선이 나타나 비로소 qpeoms.data가 생긴다.
그런데 아직 목격되지 않은 모양이다. 어허. 아직도 smolas.neutron_star 를 감지하지 못해 난리난 천문학계?? 감마선은 양자역학적인 qpeoms에서 감지한다고(*?)??
이 상황은 죽은 별이 보내는 신호인데 죽지 않은 곳에서 나타날 수 없는 것이 당연하다. 죽은 별이라 하여도 그 신호가 qcell이면 매우 빠른 순간이라 이를 제대로 감지하기도 어렵다. 그러나 mcell을 분해한 qpeoms의 다발이 신호의 ms시트로 나타나면 mcell.seat의 목격으로도 간접적인 엑시온의 질량의 prove, 방증이 확보된다. 어허.
3.
악시온에 대한 가장 좋은 시나리오는 페르미가 초신성을 포착하는 것이다. 그럴 가능성이 작을 뿐이다. 하지만 페르미가 그것을 본다면, 우리는 그 [3]질량을 측정할 수 있을 것이다. 우리는 그 상호 작용 강도를 측정]할 수 있을 것이다.
우리는 악시온에 대해 알아야 할 모든 것을 결정할 수 있을 것이고, 그러한 사건을 만들어낼 수 있는 일반적인 물질이 없기 때문에 그 신호에 대해 매우 확신할 수 있을 것이다.
_[3】측정이란 단위 데이타가 있기 때문에 가능하다. 그 단위는 qpeoms이다. 측정된 데이타는 unit.sum이기 때문에 신호가 나타나면 곧바로 해석된다.
만약에 axion이 암흑물질이고 중성자 별 주변에서 나타난다면
혹시 vixxer일 가능성도 있다. 이는 vixer.blackhole을 만들어낸다. 어어허.
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