.Radio Signals Reveal a Star’s Final Years Before a Violent Supernova
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Starship version space science
메모 2602010530_
소스1.재해석【】
소스1.
https://scitechdaily.com/radio-signals-reveal-a-stars-final-years-before-a-violent-supernova
.Radio Signals Reveal a Star’s Final Years Before a Violent Supernova
전파 신호를 통해 격렬한 초신성 폭발 직전 별의 마지막 몇 년이 드러났습니다
1.초신성 밝은 별 폭발
_천문학자들이 희귀한 초신성에서 나오는 최초의 전파 신호를 포착하여, 폭발 직전 별의 마지막 몇 년 동안 격렬한 활동을 보였다는 사실을 밝혀냈습니다. 이번 발견은 동반성이 폭발 직전의 급격한 질량 손실을 유발했을 가능성을 시사합니다.
ㅡa1.【 nk 별의 붕괴는 질량감소 banc.qpeoms로 시작된다. 남은 것이 mod(0, 2, n)으로 떨어지면 초신성 탄생이 나타난다. 어허. 0541.
】
_천문학자들이 처음으로 특이한 형태의 폭발하는 별에서 나오는 전파를 감지했습니다. 이 성과는 거대한 별이 극적인 초신성 폭발로 생을 마감하기 직전의 마지막 몇 년을 엿볼 수 있는 드문 기회를 제공합니다.
_천체물리학 저널 레터스( The Astrophysical Journal Letters) 에 발표된 이 연구는 Ibn형 초신성에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 현상은 질량이 큰 별이 죽기 직전에 헬륨이 풍부한 물질을 대량으로 방출한 후 스스로 파괴될 때 발생합니다.
1-1.시간에 따른 라디오 신호 추적
미국 국립과학재단(NSF)의 뉴멕시코에 있는 초대형 전파망원경(VLA)을 이용해 연구팀은 약 18개월 동안 폭발에서 나오는 미약한 전파 신호를 관측했습니다.
이 신호들을 통해 별이 파괴되기 불과 몇 년 전에 방출한 가스의 명확한 증거를 발견했는데, 이는 광학 망원경만으로는 볼 수 없는 세부적인 내용입니다.
버지니아 대학교 천문학 박사 과정 3년차 학생이자 이번 연구의 주저자인 라파엘 베어-웨이는 "우리는 전파 관측을 통해 폭발 직전 별의 마지막 10년을 '관찰'할 수 있었습니다.
마치 타임머신을 타고 마지막 중요한 시기, 특히 별이 질량을 격렬하게 잃었던 마지막 5년을 들여다보는 것과 같습니다."라고 말했습니다.
빠져나가는 가스가 어떻게 우주의 거울 역할을 하는가
베어-웨이는 다른 은하에 있는 별들은 보통 너무 희미하고 멀리 떨어져 있어서 폭발하기 전에 직접 연구하기 어렵다고 설명했습니다. 하지만 별이 폭발하기 전에 많은 양의 물질을 방출하면 주변의 가스가 "거울" 역할을 할 수 있습니다.
초신성의 충격파가 이 물질과 충돌하면 강력한 전파가 발생하는데, 이 전파를 통해 별이 생애 말기에 어떤 상태였는지 알 수 있습니다.
연구팀은 또한 해당 별이 쌍성계, 즉 서로 공전하는 두 별의 일부였을 가능성이 높으며, 동반성과의 상호작용이 폭발 직전에 극심한 질량 손실을 촉발했을 수 있다는 단서를 발견했습니다.
"우리가 지난 몇 년 동안 관측한 것과 같은 질량 손실을 보려면… 거의 확실히 두 별이 중력적으로 서로 묶여 있어야 합니다."라고 그는 설명했다.
별의 죽음에 대한 새로운 시각을 열다
이번 전파 관측은 초신성 폭발 직전에 엄청난 질량 방출이 일어날 수 있다는 사실을 확인시켜 줄 뿐만 아니라, 우주 전체에서 별이 어떻게 최후를 맞이하는지 연구하는 새로운 방법을 제시합니다.
지금까지 과학자들은 주로 가시광선을 통해 별의 최후를 추론해 왔지만, 이제 전파 데이터는 이러한 현상을 이해하는 데 있어 강력한 추가 도구를 제공합니다.
베어-웨이는 향후 연구에서 더 많은 초신성을 조사하여 이러한 접근 방식을 확장할 것이라고 말했습니다. 목표는 이러한 극적인 질량 손실 현상이 얼마나 흔한지, 그리고 이를 통해 거대 항성의 생애 주기에 대해 무엇을 알 수 있는지를 밝히는 것입니다.
"라파엘의 논문은 이러한 희귀하지만 중요한 초신성을 연구하기 위한 새로운 창을 열었습니다.
초신성의 순간적인 전파 신호를 포착하려면 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍 전파 망원경을 관측해야 한다는 사실을 밝혀냈기 때문입니다."라고 버지니아 대학교 천문학과 교수이자 거대 항성 죽음과 초신성 전문가인 마리암 모자즈는 말했습니다.
.1.1 million mph cosmic winds race through 'magnetic superhighway' in colliding galaxies
시속 110만 마일의 우주풍이 충돌하는 은하계의 '자기 고속도로'를 통해 질주하고 있다.
_"아르프 220을 전체적으로 관측해 보면, 중력, 별 형성, 강력한 항성풍이 강한 자기장과 어떻게 상호작용하여 은하의 형태를 바꾸는지 연구하기에 우주에서 가장 좋은 장소 중 하나입니다."
_천문학자들이 병합 중인 은하계 아르프 220 내부에서 활발한 별 형성 활동과 초속 500km(110만 마일)에 달하는 강력한 은하풍을 일으키는 거대한 "자기 고속도로"를 지도화했습니다.
국제 연구팀은 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열(ALMA)을 사용하여 이 우주 충돌에 대한 가장 상세한 자기 지도를 제작했습니다.
1-1.
_지구에서 약 2억 5천만 광년 떨어진 아르프 220은 두 나선 은하의 병합이 진행 중인 초고휘도 적외선 은하(즉 , 우리 은하 100개 이상의 밝기에 버금가는 밝기를 가진 은하)입니다.
두꺼운 먼지로 둘러싸인 아르프 220은 강렬한 적외선을 방출하며, 초기 우주를 지배했던 극도로 활발한 별 형성 은하들을 가까이에서 관측할 수 있는 귀중한 자료입니다.
아르프 220을 연구함으로써 천문학자들은 100억 년도 더 전에 거대 은하들이 어떻게 형성되었는지에 대한 과정을 들여다볼 수 있는 특별한 기회를 얻게 됩니다.
_"우리는 ALMA를 사용하여 쌍둥이 은하의 자기장 방향과 강도를 측정했습니다."라고 사우스캐롤라이나 대학교의 연구팀장인 엔리케 로페스-로드리게스는 성명 에서 밝혔습니다 .
황금빛 가스와 먼지 고리로 둘러싸인 블랙홀의 그림이며, 오른쪽으로는 에너지 제트가 위로 솟구치고 있습니다.
이 초거대 블랙홀은 시속 1억 3400만 마일의 속도로 물질을 뿜어냈습니다.
1-2.'상상조차 하기 힘들 정도로 거대한 규모'
_왼쪽에는 '우주 거미줄'이라고 적힌 무지개색 실들이 늘어서 있고, 그 옆에는 색깔 있는 도형들이 들어 있는 원통이 대각선으로 놓여 있으며, 오른쪽에는 다양한 무지개 모양이 담긴 상자들이 있습니다.
과학자들이 우주에서 가장 큰 회전 구조물 중 하나인 길이 5천만 광년에 달하는 우주 실을 발견했습니다.
은하 병합으로 생성된 다양한 흰색 형상을 보여주는 심우주 이미지들이 여러 줄로 배열되어 있습니다.
초거대 블랙홀을 활성화하는 방법은 무엇일까요? 은하 병합이면 충분할 겁니다.
_연구팀의 결과는 빠르게 움직이는 분자 유출물이 강력하고 조직화된 자기 구조로 연결되어 있음을 밝혀냈습니다.
ㅡa1.[ 분자의 유출물이 감소한 질량의 qpeoms분자들일 것이다. 0657.
ㅡ(_"이를 통해 아르프 220의 먼지로 뒤덮인 핵과 분자 유출에 대한 이전에 볼 수 없었던 세부 사항들이 밝혀졌습니다."라고 이번 관측 연구의 책임자이자 파리 과학 연구소(Institut de Ciències de l'Espai)의 연구원인 조셉 미켈 지라르트(Josep Miquel Girart)는 말했습니다.)
ㅡ 이를 통해 nk.stellar의 붕괴된 핵과 분자들의 세부사항들이 나타난다. 0700.
]
2.자기장은 강력한 우주풍을 발생시킨다
_새로운 관측 결과는 자기장이 아르프 220의 쌍둥이 핵에서 뿜어져 나오는 강력한 바람을 발생시키고 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다는 것을 보여줍니다.
지구 음속의 1,500배에 달하는 속도로 이동하는 이 바람은 가스, 먼지, 금속, 그리고 우주선을 은하계 너머 먼 곳까지 운반합니다.
지금까지 이러한 유출의 원동력은 주로 활발한 별 형성 활동과 블랙홀 활동에 의한 것으로 여겨져 왔습니다.
_하지만 연구진은 ALMA의 고해상도 편광 관측 기능을 이용하여 미세한 먼지 입자와 일산화탄소 분자가 자기장에 어떻게 정렬되는지 추적했습니다.
이를 통해 은하 내부와 은하 유출류를 따라 형성되는 자기장의 3차원 구조를 재구성할 수 있었습니다.
2-1.
_그 결과 과학자들이 "자기 고속도로"라고 명명한, 은하핵 중 하나에서 바깥쪽으로 뻗어 나가는 거의 수직에 가까운 자기화된 가스 통로라고 묘사하는 놀라운 이미지가 탄생했습니다.
_아르프 220의 서쪽 핵에서 연구팀은 쌍극성 유출과 밀접하게 정렬된 잘 정돈된 자기 구조를 관측했습니다. 이는 자기장이 단순히 유출물을 따라가는 것이 아니라, 탈출하는 물질을 적극적으로 유도하고 가속시키고 있음을 시사합니다.
한편, 동쪽 핵에서는 밀도가 높고 회전하는 원반 내부에 나선형 자기 패턴이 나타나는데, 이는 은하 병합과 같은 격동적인 환경에서도 대규모 자기 질서가 유지될 수 있음을 보여줍니다.
2-2.
_이번 조사에서 가장 흥미로운 점은 두 은하 중심을 연결하는 고도로 편극된 먼지 다리가 발견되었다는 것입니다.
이 자기화된 능선은 병합하는 은하핵 사이에서 물질과 자기장을 집중시키는 역할을 하는 것으로 보이며, 이는 은하 충돌 시 물질 흐름을 조절하는 데 자기장이 중요한 역할을 한다는 점을 더욱 강조합니다.
_황금빛 가스와 먼지 고리로 둘러싸인 블랙홀의 그림이며, 오른쪽으로는 에너지 제트가 위로 솟구치고 있습니다.
이 초거대 블랙홀은 시속 1억 3400만 마일의 속도로 물질을 뿜어냈습니다.
2-3.'상상조차 하기 힘들 정도로 거대한 규모'
_왼쪽에는 '우주 거미줄'이라고 적힌 무지개색 실들이 늘어서 있고, 그 옆에는 색깔 있는 도형들이 들어 있는 원통이 대각선으로 놓여 있으며, 오른쪽에는 다양한 무지개 모양이 담긴 상자들이 있습니다.
_과학자들이 우주에서 가장 큰 회전 구조물 중 하나인 길이 5천만 광년에 달하는 우주 실을 발견했습니다.
은하 병합으로 생성된 다양한 흰색 형상을 보여주는 심우주 이미지들이 여러 줄로 배열되어 있습니다.
초거대 블랙홀을 활성화하는 방법은 무엇일까요? 은하 병합이면 충분할 겁니다.
_"아르프 220 전체를 관측해 보면, 중력, 별 형성, 강력한 항성풍이 강한 자기장과 어떻게 상호작용하여 은하의 형태를 바꾸고 주변에 자기화된 가스와 먼지를 퍼뜨리는지 연구하기에 우주에서 가장 좋은 장소 중 하나입니다."라고 로페즈-로드리게즈는 말했습니다.
3.
_측정 결과에 따르면 이러한 유출물의 자기장은 매우 강력하며, 은하수에서 일반적으로 발견되는 자기장보다 수백에서 수천 배나 더 강한 것으로 나타났습니다.
이처럼 강력한 자기장은 가스의 이동, 냉각, 그리고 궁극적으로 새로운 별의 형성에 상당한 영향을 미칠 뿐만 아니라 은하가 주변으로 물질을 잃는 방식도 조절합니다.
_이러한 연구 결과는 강력하고 조직화된 자기장이 초기 우주, 특히 Arp 220의 고대 은하와 같은 먼지가 많은 별 형성 은하에서 흔했을 가능성을 시사합니다.
자기장은 은하풍의 형태를 결정함으로써 은하가 별 형성을 멈추는 시점과 은하 사이의 광활한 공간을 어떻게 풍요롭게 하는지를 결정하는 데 중요한 역할을 했을 수 있습니다.
3-1.
_천문학자들이 이러한 기술을 더 먼 천체로 확장함에 따라, 우주 전체에 걸쳐 유사한 자기장 통로를 발견할 것으로 예상됩니다.
현재로서는 아르프 220은 보이지 않는 힘이 우주에 영구적인 흔적을 남길 수 있다는 것을 생생하게 보여주는 사례로 남아 있습니다.
_연구팀의 연구 결과는 1월 2일 천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)에 게재되었습니다.
.James Webb Space Telescope reveals new origin story for the universe's 1st supermassive black holes
제임스 웹 우주 망원경이 우주 최초의 초거대 블랙홀의 기원에 대한 새로운 이야기를 밝혀냈습니다.
_"우주를 바라보는 것은 우리에게 시간을 거슬러 올라가 우리가 속해 있는 이 아름다운 우주 이야기를 조각조각 맞춰볼 수 있게 해주는 특별한 기회를 제공합니다."
NASA가 공개한 새로운 애니메이션의 스크린샷으로, 우주에서 가장 큰 블랙홀들을 보여줍니다. 여기에는 기록적인 크기를 자랑하는 TON 618도 포함되어 있는데, 이 블랙홀은 태양 600억 개에 달하는 질량을 가지고 있습니다.
태양 질량의 수십억 배에 달하는 초거대 블랙홀의 그림.
_블랙홀은 눈에 보이지 않지만, 그 영향력은 은하계, 현대 기술, 그리고 인류가 스스로의 한계를 이해하는 방식에 지대한 영향을 미칩니다.
1-1.
_이는 지난주 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 예일대학교 이론 천체물리학자 프리얌바다 나타라잔이 전한 메시지였습니다.
우주론, 중력 렌즈 현상, 블랙홀 물리학을 연구하는 나타라잔은 수십 년에 걸친 블랙홀 이론 연구가 어떻게 과학자들의 우주 에 대한 이해를 바꿔놓았으며, 일상 기술의 근간을 어떻게 조용히 다져왔는지 설명했습니다.
_"블랙홀은 여러분 각자와 매우 밀접한 관계를 맺고 있습니다."라고 그녀는 참석자들에게 말했다. "여러분이 다보스에 오게 된 것은 블랙홀을 지배하고 설명하는 바로 그 방정식들이 GPS를 안내하기 때문입니다 ."
(왼쪽) 검은 배경 위에 나선 은하와 타원형 은하를 포함하여 다양한 모양과 색깔의 빛나는 은하들이 많이 보이는 이미지입니다. 이미지 상단 부근의 작은 상자는 몇몇 은하들을 강조해서 보여줍니다.
(오른쪽) 같은 영역을 확대하여 자세히 살펴본 이미지입니다. 이 영역의 중심에는 "CANUCS-LRD-z8.6"이라고 표시된 작은 원형의 붉은 은하가 있습니다.
_제임스 웹 우주 망원경이 초기 우주에서 빠르게 물질을 흡수하는 초거대 블랙홀을 포착했습니다. "이 발견은 정말 놀랍습니다."
초기 우주에서 블랙홀 씨앗이 가스와 먼지를 탐욕스럽게 섭취하는 모습을 묘사한 그림
_블랙홀의 '먹이 사냥' 현상이 제임스 웹 우주 망원경이 발견한 우주적 미스터리를 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 검은 배경을 바탕으로 별과 은하의 빛이 비치는 심우주 이미지이며, 이미지 전체에 작은 붉은 점들이 흩어져 있습니다.
제임스 웹 우주 망원경이 포착한 수수께끼의 '작은 붉은 점들'은 위장한 블랙홀일지도 모른다.
1-3.
_이 방정식들은 질량과 에너지가 시공간을 어떻게 휘게 하는지를 설명하는 알베르트 아인슈타인 의 일반 상대성 이론에서 비롯되었습니다. 블랙홀은 이 이론의 가장 극단적인 발현이지만,
지구 궤도 를 도는 인공위성이 경험하는 미묘하지만 측정 가능한 시간 차이를 계산하는 데에도 동일한 수학적 원리가 필수적입니다 .
_GPS 위성에 탑재된 시계는 지구의 중력권에서 더 멀리 떨어져 있기 때문에 지상의 시계보다 약간 더 빨리 작동합니다. 이러한 상대론적 효과를 보정하지 않으면 항법 오차가 빠르게 누적되어 GPS의 신뢰성이 떨어지게 됩니다.
하지만 20세기 대부분 동안 블랙홀은 아인슈타인 방정식의 해답일 뿐 명확한 관측 증거가 없는 수학적 호기심의 대상으로 여겨졌습니다. 이러한 상황은 1960년대에 천문학자들이 강력한 X선 방출원인 백조자리 X-1을 발견하면서 바뀌기 시작했고 ,
이 천체는 널리 인정받는 최초의 블랙홀 후보가 되었습니다.
천문학자들은 이제 우리 은하를 포함한 대부분의 대형 은하들이 중심에 초거대 블랙홀을 품고 있으며, 이 블랙홀의 질량은 해당 은하의 특성과 밀접하게 관련되어 있다는 사실을 알고 있습니다.
2.
_하지만 이러한 수정된 그림은 새로운 수수께끼를 제기했습니다. 망원경 관측에 따르면 초거대 블랙홀은 우주 의 역사가 놀랍도록 이른 시기 , 즉 우주의 나이가 수억 년밖에 되지 않았을 때 형성되었습니다.
그 엄청난 크기와 빠른 성장 속도는 기존 모델에 도전장을 내밀고 있습니다 . 기존 모델은 태양과 같은 별이 붕괴된 잔해가 주변 물질을 천천히 삼키면서 거대 블랙홀이 점진적으로 성장한다고 예측하기 때문입니다.
따라서 초기 초거대 블랙홀의 기원은 천체물리학에서 가장 오랫동안 풀리지 않는 질문 중 하나로 남아 있습니다.
_나타라잔과 그녀의 동료들은 별을 필요로 하지 않고 우주 최초의 블랙홀이 형성될 수 있는 경로를 제안했습니다. 연구팀은 특정한 원시 조건 하에서,
일반적으로 분열되어 별을 형성하는 원시 가스 구름이 통째로 붕괴하여 거대한 블랙홀이 되었을 것이라고 주장했습니다. 직접 붕괴 블랙홀 로 알려진 이러한 천체는 빅뱅 후 수억 년 이내에 태양 질량 의 수만 배에서 수십만 배에 달하는 질량을 가졌을 것입니다 .
이처럼 비정상적으로 큰 "씨앗"에서 출발한다는 점은 우주가 형성된 지 10억 년도 채 되지 않아 수십억 태양 질량의 블랙홀이 존재한다는 사실에서 제기되는 시간적 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
_나타라잔은 그러한 시스템은 " 별빛이 아니라 중심부에서 성장하는 블랙홀에 의해 지배되는 초대형 블랙홀 은하"가 될 것이라고 말했다 .
검은 배경을 바탕으로 별과 은하의 빛이 비치는 심우주 이미지이며, 이미지 전체에 작은 붉은 점들이 흩어져 있습니다.
제임스 웹 우주 망원경이 포착한 수수께끼의 '작은 붉은 점들'은 위장한 블랙홀일지도 모른다.
(왼쪽): 초거대 블랙홀이 물질을 흡수하는 모습을 그린 그림. (오른쪽): 퀘이사 J1030 주변 하늘 영역에서 식별된 "붉은 점들". BiRD는 중앙에 있는 천체로, 다른 붉은 점들보다 더 가깝고 밝아서 눈에 띕니다.
2-1.
_제임스 웹 우주 망원경이 고대 우주에서 '거대한 붉은 점'을 발견했습니다: 'BiRD'라는 이름의 굶주린 초거대 블랙홀입니다.
(왼쪽) 검은 배경 위에 나선 은하와 타원형 은하를 포함하여 다양한 모양과 색깔의 빛나는 은하들이 많이 보이는 이미지입니다. 이미지 상단 부근의 작은 상자는 몇몇 은하들을 강조해서 보여줍니다. (오른쪽) 같은 영역을 확대하여 자세히 살펴본 이미지입니다.
이 영역의 중심에는 "CANUCS-LRD-z8.6"이라고 표시된 작은 원형의 붉은 은하가 있습니다.
_제임스 웹 우주 망원경이 초기 우주에서 빠르게 물질을 흡수하는 초거대 블랙홀을 포착했습니다. "이 발견은 정말 놀랍습니다."
그녀의 연구팀은 10여 년 전에 이러한 초기 블랙홀들이 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)과 찬드라 X선 관측소를 포함한 미래 관측소에서 감지할 수 있는 뚜렷한 관측적 흔적을 남길 것이라고 예측했습니다 . 최근 몇 년 동안 이러한 예측이 현실로 나타나기 시작했습니다.
2-2.
_주목할 만한 사례 중 하나는 UHZ1인데, 이 연구는 빅뱅 후 불과 4억 7천만 년 만에 태양 질량의 약 1천만 배에 달하는 초거대 블랙홀이 이미 존재했음을 보여줍니다.
_또 다른 예로는 소위 ' 인피니티 은하'가 있는데, JWST 관측 결과 고리 모양 구조물로 둘러싸인 두 개의 밀집된 은하핵이 발견되었으며, 이 구조물들은 두 개의 원반형 은하가 정면충돌하여 형성된 것으로 추정됩니다.
이 은하들 사이에는 초거대 블랙홀이 존재하는데, 어느 은하의 중심에도 있지 않고 거대한 가스 덩어리 속에 떠 있는 형태로, 충돌로 인해 발생한 밀도가 높고 격동적인 가스의 직접적인 붕괴를 통해 형성되었음을 시사합니다.
_나타라잔은 "이런 전문가들과 함께 일할 수 있었던 것, 그리고 한 사람의 경력 동안 검증 가능한 예측을 하고, 실제로 검증되어 타당성이 입증된 예측을 할 수 있었던 것은 정말 짜릿한 경험입니다."라고 말했다.
2-3.
그녀는 블랙홀이 과학적 영향 외에도 철학적 의미를 지닌다고 덧붙였다.
나타라잔은 "일반적으로 우주론을, 특히 블랙홀을 연구하는 것은 우주에 대한 겸손함을 심어준다"고 말했다.
그녀는 "우주를 바라보는 것은 우리에게 시간을 거슬러 올라가 우리가 속해 있는 이 아름다운 우주 이야기를 조각조각 맞춰볼 수 있게 해주는 특별한 기회를 제공합니다."라고 덧붙였다.
https://youtu.be/yYySsKCA8-A?si=eQd5cskkwV4C69fJ
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