.Stars That Shouldn’t Shine Are Pointing Straight to Dark Matter’s Identity

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Starship version space science

 

.Stars That Shouldn’t Shine Are Pointing Straight to Dark Matter’s Identity

빛나서는 안 될 별들이 암흑 물질의 정체를 직접 가리키고 있다

시사 미디어랩 제공2025년 7월 7일, 암흑 왜성 일부 희미한 별들은 핵융합이 아닌 암흑 물질 자체에 의해 타오를 수도 있습니다. 이러한 "암흑 왜성"은 우주의 대부분을 구성하는 물질에 대한 오랫동안 기다려온 단서가 될 수 있습니다. 출처: SciTechDaily.com

과학자들은 우리 은하의 깊은 중심부에서 이상한 종류의 별이 조용히 빛나고 있을 것이라고 믿고 있습니다. 태양처럼 핵융합으로 빛나는 것이 아니라 보이지 않는 암흑 물질의 연료에서 빛나고 있을 것입니다. 이 "암흑 왜성"은 우주 탐지기처럼 작동하여 무겁고 포착하기 어려운 입자들을 수집하여 내부에서 열을 발생시킬 수 있습니다. 만약 우리가 이 암흑 왜성을 발견한다면, 특히 리튬이 없는 암흑 왜성을 발견한다면, 암흑 물질의 진짜 정체를 밝혀낼 수 있을 것입니다.

암흑 드워프와 암흑 물질의 기본 이 연구를 진행한 영국-미국 연구팀은 이 천체들을 암흑 왜성(dark dwarfs)이라고 명명했습니다. 이 천체들이 암흑 천체이기 때문이 아니라, 오히려 현재 우주론 및 천체물리학 연구의 가장 중요한 주제 중 하나인 암흑 물질과 특별한 연관성을 갖기 때문입니다. 하와이 대학교 물리학과 교수이자 이 연구의 저자 중 한 명인 제레미 삭스타인(Jeremy Sakstein)은 "우주의 25%는 빛을 방출하지 않는 물질로 이루어져 있어 우리 눈과 망원경으로는 볼 수 없다고 생각합니다. 우리는 이 물질들의 중력 효과를 통해서만 감지할 수 있습니다. 그래서 우리는 그것을 암흑 물질이라고 부릅니다."라고 설명합니다.

오늘날 우리가 암흑 물질에 대해 알고 있는 것은 그것이 존재하고 어떻게 작용하는지뿐, 아직 그 실체는 밝혀지지 않았습니다. 지난 50년 동안 여러 가설이 제시되었지만, 아직은 설득력을 얻을 만큼 충분한 실험적 증거를 확보한 것은 없습니다. 삭스타인과 동료들의 연구와 같은 연구는 이러한 교착 상태를 깨뜨릴 구체적인 도구를 제공하기 때문에 중요합니다. 가장 잘 알려진 암흑 물질 후보로는 약상호작용하는 거대 입자(WIMP)가 있습니다. 않고 보이지 않음), 중력 효과를 통해서만 그 존재를 드러냅니다. 이러한 유형의 암흑 물질은 암흑 왜성이 존재하기 위해 필수적입니다.

삭스타인은 "암흑 물질은 중력적으로 상호작용하기 때문에 별에 포획되어 내부에 축적될 수 있습니다. 만약 그렇게 된다면, 자기 자신과 상호작용하여 소멸하면서 별을 가열하는 에너지를 방출할 수도 있습니다."라고 설명합니다. 암흑 물질이 작은 별에 에너지를 공급하는 방식 태양과 같은 일반적인 별은 핵융합 반응이 중심에서 일어나 막대한 열과 에너지를 생성하기 때문에 빛납니다. 핵융합은 별의 질량이 충분히 커서 중력이 물질을 중심으로 강하게 압축하여 원자핵 간의 반응을 일으킬 때 발생합니다. 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출되는데, 우리는 이를 빛으로 봅니다. 암흑 왜성 또한 빛을 방출하지만, 이는 핵융합 때문이 아닙니다.

삭슈타인은 "암흑 왜성은 태양 질량의 약 8%에 불과한 매우 가벼운 천체입니다."라고 설명합니다. 이처럼 작은 질량으로는 핵융합 반응을 일으키기에 충분하지 않습니다. 이러한 이유로 이러한 천체는 우주에서 매우 흔하지만, 상대적으로 작은 중력 수축으로 생성되는 에너지 때문에 보통 희미한 빛만 방출하며, 과학자들은 이를 갈색 왜성이라고 부릅니다. 하지만 갈색 왜성이 우리 은하의 중심부처럼 암흑 물질이 특히 풍부한 지역에 위치한다면, 다른 천체로 변할 수 있습니다. 삭스타인은 "이 천체들은 암흑 물질을 모아 암흑 왜성이 됩니다. 주변에 암흑 물질이 많을수록 더 많은 암흑 물질을 포집할 수 있습니다."라고 설명합니다.

"그리고 별 내부에 암흑 물질이 더 많이 쌓일수록, WIMP는 일반 물질과 매우 약하게 상호작용하는 매우 무거운 입자입니다. WIMP는 눈에 띄지 않게 통과하고, 빛을 방출하지 않으며, 전자기력에 반응하지 않으므로(즉, 빛을 반사하지 암흑 물질의 소멸을 통해 더 많은 에너지가 생성됩니다." 하지만 이 모든 것은 특정 유형의 암흑 물질에 의존합니다. 삭스타인은 "암흑 왜성이 존재하려면 암흑 물질은 윔프(WIMP), 즉 자기 자신과 매우 강하게 상호작용하여 가시광선을 생성하는 무거운 입자로 구성되어야 합니다."라고 말합니다. 암흑 물질을 설명하기 위해 제안된 다른 후보 물질들, 예를 들어 액시온, 희미한 초경량 입자, 또는 비활성 중성미자 등은 모두 너무 가벼워서 이러한 천체에서 예상되는 효과를 낼 수 없습니다. 서로 상호작용하고 가시광선 에너지로 소멸할 수 있는 거대한 입자만이 암흑 왜성에 에너지를 공급할 수 있습니다.

리튬 시그니처 찾기

하지만 이 가설은 암흑 왜성을 식별할 구체적인 방법이 없다면 별 의미가 없을 것입니다. 이러한 이유로 삭슈타인과 동료들은 독특한 마커를 제안합니다. 삭슈타인은 "몇 가지 마커가 있었지만, 리튬-7을 제안한 이유는 정말 독특한 효과가 있을 것이기 때문입니다."라고 설명합니다. 리튬-7은 매우 쉽게 연소되며 일반 별에서는 빠르게 소모됩니다. "따라서 암흑 왜성처럼 보이는 천체를 발견할 수 있다면, 갈색 왜성이나 그와 유사한 천체라면 리튬이 존재하지 않을 것이기 때문에 리튬의 존재를 확인할 수 있을 것입니다." 제임스 웹 우주 망원경 과 같은 도구는 이미 암흑 왜성과 같은 극도로 차가운 천체를 감지할 수 있을지도 모릅니다.

하지만 삭스타인에 따르면 또 다른 가능성이 있습니다. "또 다른 방법은 전체 천체 집단을 살펴보고 통계적 방식으로 암흑 왜성의 하위 집단이 존재하는 것으로 더 잘 설명되는지 여부를 묻는 것입니다." 다크 드워프가 드러낼 수 있는 것 앞으로 몇 년 안에 하나 이상의 암흑 왜성을 발견한다면, 암흑 물질이 WIMP로 이루어져 있다는 가설을 뒷받침하는 단서가 얼마나 강력할까요? "상당히 강력합니다.

액시온 같은 가벼운 암흑 물질 후보로는 암흑 왜성과 같은 것을 얻을 수 없을 것 같습니다. 암흑 왜성은 별 내부에 축적되지 않습니다. 만약 암흑 왜성을 발견한다면, 암흑 물질이 무겁고 자기 자신과는 강하게 상호작용하지만 표준 모형과는 약하게만 상호작용한다는 설득력 있는 증거가 될 것입니다. 여기에는 WIMP 유형도 포함되지만, 다른 좀 더 특이한 모형들도 포함될 것입니다."라고 삭스타인은 결론지었습니다. 암흑 왜성을 관찰한다고 해서 암흑 물질이 WIMP라는 것을 확실하게 알 수 있는 것은 아니지만, WIMP이거나 모든 면에서 WIMP처럼 행동하는 무언가라는 것을 의미합니다.

Djuna Croon, Jeremy Sakstein, Juri Smirnov, Jack Streeter가 공동으로 작성한 논문 "암흑 왜성: 은하 중심에서 발견을 기다리는 암흑 물질 기반 준항성체"가 Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( JCAP )에 게재되었습니다.

https://scitechdaily.com/stars-that-shouldnt-shine-are-pointing-straight-to-dark-matters-identity/

메모 2507080225_소스1.분석중 3.【】

_[1.】
빛나서는 안 될 별들이 암흑 물질의 정체를 직접 가리키고 있다.

일부 희미한 별들은 핵융합이 아닌 암흑 물질 자체에 의해 타오를 수도 있다. 이러한 "암흑 왜성"은 우주의 대부분을 구성하는 물질에 대한 오랫동안 기다려온 단서가 될 수 있다.

과학자들은 우리 은하의 깊은 중심부에서 이상한 종류의 별이 조용히 빛나고 있을 것이라고 믿고 있다. 태양처럼 핵융합으로 빛나는 것이 아니라 보이지 않는 암흑 물질의 연료에서 빛나고 있을 것이다.

1-4.
가장 잘 알려진 암흑 물질 후보로는 약상호작용하는 거대 입자(WIMP)가 있다.

WIMP는 일반 물질과 매우 약하게 상호작용하는 매우 무거운 입자이다. WIMP는 눈에 띄지 않게 통과하고, 빛을 방출하지 않으며, 전자기력에 반응하지 않으므로(즉, 빛을 반사하지 않고 보이지 않음), 중력 효과를 통해서만 그 존재를 드러낸다. 이러한 유형의 암흑 물질은 암흑 왜성이 존재하기 위해 필수적이다.

암흑 물질은 중력적으로 상호작용하기 때문에 별에 포획되어 내부에 축적될 수 있다. 만약 그렇게 된다면, 자기 자신과 상호작용하여 소멸하면서 별을 가열하는 에너지를 방출할 수도 있다.

_[2-2.】
하지만 이 모든 것은 특정 유형의 암흑 물질에 의존한다. [암흑 왜성이 존재하려면 암흑 물질은 윔프(WIMP), 즉 자기 자신과 매우 강하게 상호작용하여 가시광선을 생성하는 무거운 입자로 구성되어야 한다.]

_[2-2】oser가 wimp인 이유는 oser끼리 강하게 반응하여 msoss을 구성한다. 그래서 msoss를 dark_matter이라는거다. 어허.

_【*】여기서 중요한 사실은 msoss가 msbase을 매개로 암흑물질이 된 점에서 더러 암흑 왜성으로 관측될 가능성이 매우 높다는 점이다. 으음.

일반왜성은 가벼운 입자들 액시온, 희미한 초경량 입자, 또는 비활성 중성미자 등(vixxar)로써,

무거운 입자 wimp(vixer) 주위에 있을 뿐이다.

_[3】암흑물질은 일반물질의 원소와 다르다. 무거운 아원자 wimp.mcell로 이뤄진다.

무거운 원소들은 핵융합으로 이뤄지지만 암흑물질의 원소는 아원자 상호작용을 이뤄 약력의 핵반응 oser를 이룬다.

oser. 일반 아원자 액시온으로 암흑에너지 qcell 단위구조가 wimp.oser를 직접 만들어 msoss.dark matter계 msbase.galaxy를 형성한다.

wimp.oser(*)={user,sper}의 단위구조로 암흑물질계 sample4.의 중력파의 집단성을 이룬다.

sample4.
sample msoss

zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca


_【】
암흑 왜성을 관찰한다고 해서 암흑 물질이 WIMP라는 것을 확실하게 알 수 있는 것은 아니지만,

[WIMP이거나 모든 면에서 WIMP처럼 행동하는 무언가라는 것을 의미한다.]

_[3-1】암흑물질은 일반물질의 원소보다 가볍다. qcell.wimp일 것이다.

하지만 그러나 그 총 무게는 msbase의 2배의 크기로 oser.msoss의 질량은 늘어난다. 으음.