.Radio signal from the very early universe offers clues about the first stars
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Starship version space science
.Radio signal from the very early universe offers clues about the first stars
아주 초기 우주의 무선 신호는 최초의 별에 대한 단서를 제공합니다
케임브리지 대학교 Stephanie Baum 편집 , Robert Egan 검토 편집자 주 출처: CC0 퍼블릭 도메인
최초의 별과 은하의 형성과 함께 우주가 어떻게 어둠에서 빛으로 전환되었는지 이해하는 것은 우주의 새벽이라고 불리는 우주 발달의 중요한 전환점입니다. 그러나 아무리 강력한 망원경을 사용하더라도 이러한 초기 별들을 직접 관측할 수는 없기 때문에, 별들의 특성을 규명하는 것은 천문학에서 가장 큰 난제 중 하나입니다. 케임브리지 대학이 이끄는 국제 천문학자 그룹은 빅뱅 이후 불과 1억 년 후에 생성된, 별 형성 영역 사이의 틈을 채우는 수소 원자에 의해 생성되는 특정한 전파 신호를 연구함으로써 가장 초기의 별의 질량을 알아낼 수 있음을 보여주었습니다.
최초의 별과 그 잔해가 21센티미터 신호라고 불리는 이 신호에 어떤 영향을 미쳤는지 연구함으로써, 연구진은 미래의 전파 망원경이 초기 우주의 모습을 이해하고, 거의 균질한 수소 질량에서 오늘날 우리가 목격하는 놀랍도록 복잡한 우주로 어떻게 변화했는지 이해하는 데 도움이 될 것임을 보여주었습니다. 연구 결과는 Nature Astronomy 저널에 발표 되었습니다 . 케임브리지 천문학 연구소의 공동 저자 아나스타샤 필코프 교수는 "이것은 우주의 첫 빛이 어떻게 어둠 속에서 나타났는지 배울 수 있는 특별한 기회입니다."라고 말했습니다.
"차갑고 어두운 우주에서 별들로 가득 찬 우주로의 전환은 우리가 이제 막 이해하기 시작한 이야기입니다." 우주에서 가장 오래된 별들에 대한 연구는 130억 년 전의 미묘한 에너지 신호인 21센티미터 크기의 희미한 빛에 달려 있습니다. 초기 별과 블랙홀에서 방출되는 복사의 영향을 받은 이 신호는 우주의 초기 모습을 들여다볼 수 있는 귀중한 창을 제공합니다. 피알코프는 REACH(우주 수소 분석을 위한 전파 실험)의 이론 그룹을 이끌고 있습니다.
REACH는 전파 안테나 이며, 우주의 새벽과 재이온화 시대에 대한 이해를 도울 수 있는 두 가지 주요 프로젝트 중 하나입니다. 이 시대는 최초의 별들이 우주의 중성 수소 원자를 재이온화했던 시기입니다. 전파 신호를 포착하는 REACH는 아직 교정 단계에 있지만, 초기 우주에 대한 데이터를 제공할 것으로 기대됩니다. 한편, 건설 중인 대규모 안테나 배열인 스퀘어 킬로미터 배열(SKA)은 광활한 하늘 지역에 걸쳐 우주 신호의 변동을 매핑할 것입니다. 두 프로젝트 모두 우주 초기 별들의 질량, 광도, 그리고 분포를 탐사하는 데 필수적입니다. 이번 연구에서 SKA 회원이기도 한 피알코프와 그녀의 공동 연구진은 REACH와 SKA 모두에서 발생하는 21cm 신호를 예측하는 모델을 개발했으며, 이 신호가 초기 별들의 질량에 민감하다는 것을 발견했습니다. 케임브리지 대학교 카블리 우주론 연구소 회원이기도 한 피알코프는 "우리는 최초의 별들의 질량에 대한 21센티미터 신호의 의존성을 일관되게 모델링한 최초의 연구진입니다. 여기에는 최초의 별들이 죽을 때 생성되는 엑스선 쌍성에서 방출되는 자외선 별빛과 엑스선의 영향도 포함됩니다."라고 말했습니다.
"이러한 통찰력은 빅뱅으로 생성된 수소-헬륨 구성과 같은 우주의 원시적 조건을 통합한 시뮬레이션에서 비롯되었습니다." 연구진은 이론 모델을 개발하면서 21센티미터 신호가 '종족 III 별'로 알려진 최초의 별들의 질량 분포에 어떻게 반응하는지 연구했습니다. 이전 연구들은 종족 III 별들 중 X선 쌍성(정상적인 별과 붕괴된 별로 구성된 쌍성계)의 수와 밝기, 그리고 이들이 21센티미터 신호에 미치는 영향을 고려하지 않았기 때문에 이러한 연관성을 과소평가했음을 발견했습니다.
제임스 웹 우주 망원경처럼 생생한 이미지를 포착하는 광학 망원경과는 달리, 전파 천문학은 희미한 신호에 대한 통계적 분석에 의존합니다. REACH와 SKA는 개별 별의 이미지를 촬영할 수는 없지만, 별 전체, X선 쌍성계, 그리고 은하에 대한 정보를 제공할 것입니다. "최초의 별에 대한 이야기와 전파 데이터를 연결하려면 약간의 상상력이 필요하지만, 그 의미는 매우 깊습니다."라고 피알코프는 말했다. "우리가 보고하는 예측은 우주 최초의 별들의 본질을 이해하는 데 큰 영향을 미칩니다."라고 REACH 망원경의 수석 연구원이자 케임브리지 대학교 SKA 개발 활동의 PI인 엘로이 드 레라 아세도 박사는 공동 저자로 말했습니다.
"우리는 전파 망원경이 최초의 별들의 질량 과 그 초기 별들의 빛이 오늘날의 별들과 어떻게 매우 달랐을지에 대한 세부 정보를 제공할 수 있다는 증거를 제시합니다. REACH와 같은 전파 망원경은 초기 우주의 신비를 밝혀낼 것으로 기대되며, 이러한 예측은 남아프리카 카루에서 우리가 수행하고 있는 전파 관측을 이끄는 데 필수적입니다.
아나스타샤 피알코프는 케임브리지 대학교 막달렌 칼리지의 펠로우입니다. 엘로이 드 레라 아세도는 STFC 어니스트 러더퍼드 펠로우이자 케임브리지 대학교 셀윈 칼리지의 펠로우입니다.
추가 정보: 21cm 신호를 이용한 최초 별들의 질량 분포 측정, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02575-x 저널 정보: Nature Astronomy 케임브리지 대학교 제공
https://phys.org/news/2025-06-radio-early-universe-clues-stars.html
메모 2506220629_소스1.분석중【】
21cm의 전파가 *CMB을 만들어냈다. 이 전파는 시공간을 따라 1mm 라디오파가 21cm로 늘어나 137억된 우주 끝의 지구에서 관측된 전파이다.
만약에 우주가 1370억이 되었다면 210cm에서 CMB가 보였을거다. 그래서 21cm 라디오파는 우주의 나이를 알려준다.
이것은 빅뱅이후 어두었던 우주에 첫 빛이 어떻게 어두운 시공간을 밝게 속에서 나타낸 특별한 기회이였다.
여기서 하필이면 21cm인가?
3cm×7cm=21cm, 3cm는 3차 msbase.galaxy이고 분해되지 않는 유일한 cmb 은하이다. 그런데 이 msbase3은하가 최초로 삼중성을 가진 암흑은하 msoss6와 일반 qms≈ms.base6 나타냈다. 어허.
msbase3.galaxy.unit은 우주 최초로 수소 원소의 물질로 이뤄진 msbase6.galaxy와 msbase3.oss_zerosum.oser.2배 확장성)=msoss6.galaxy 우주 최초로 생성된거다. 으음.
고로, cmb.msbase3가 초기 우주의 무선 신호로 최초의 별에 대한 단서를 제공한다.
초기우주의 시공간을 삼중성 베이스 은하 꽉 채웠으리라. 그후 7배로 전자기파는 가속하는 질량이 가속도를 가지며 일반상대성 이론에 따라 시공간이 최초 중력 msbase3. 은하에 영향 21cm로 늘어나 cmb를 관측하게 해준거다.
*cosmic microwave background, CMB
우선 우주배경복사는 빅뱅 후 38만년이 지났을 때, 우주의 온도가 3000K이 되었을 때이다. 이때 원자[원자핵+전자]가 형성되었다.
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