글/ 소로(蕭路)
【정견뉴스】
6월 7일부터 9일까지 열린 미국 천문학회 인터넷 연례 학회에서 과학자들이 캐나다 차임 전파망원경으로 1년간 535회의 빠른 전파 폭발(FRB, Fast Radio Bursts)을 관측했다고 발표했다. 이중 18개는 같은 근원에서 여러 번 나타났다.
빠른 전파폭발이란 천문학자들 사이에서 가장 풀기 어려워하는 수수께끼의 하나다. 불과 몇 밀리 초(1밀리 초는 1천분의 1초)라는 짧은 순간에 태양이 약 1만년 동안 방출하는 에너지와 맞먹을 만큼 강력한 에너지를 방출하는 현상이다.
지금까지 FRB를 설명하는 여러 가지 이론이 나왔지만 이 현상의 기원에 대해서는 아직도 논쟁중이다. 주요한 것은 제대로 위치가 정해진 빠른 FRB가 없었다.
“어떤 경우에는 수천 시간을 관측해야만 겨우 한번의 FRB 폭발을 찾을 있지만 어떤 때는 수십 시간 안에 여러 번 나타나기도 합니다.” 맥길 대학 물리학과 연구원이자 차임 연구팀 멤버인 프라그야 차울라(Pragya Chawla)의 말이다.
“현재 우리 모델은 반복적인 폭발과 일회성 폭발의 특성 사이에 현저한 차이가 있음을 보여주는데 앞으로의 연구에서 이 두 가지 폭발사건이 서로 다른 천체물리현상으로 생긴 것인지 여부를 확정짓게 할 겁니다.”
이번에 관측된 535회 FRB폭발에서 천문학자들은 매일 약 800개의 속도로 나타남을 명확히 밝혀냈다. 이는 지금까지 나온 전체 FRB 생성빈도에 관한 가장 정확한 추정이다.
2018년부터 19년까지 발견한 FRB의 위치를 그려보자 이들 폭발이 우주 전체에 분포되어 있음을 발견했다. 이는 FRB 폭발이 우리 은하뿐만 아니라 전체 우주에 두루 퍼진 현상임을 분명히 보여준다.
연구팀은 535개 FRB의 모든 스펙트럼을 분석한 결과 대부분의 폭발이 아주 먼 은하에서 기원한 것임을 발견했다.
또 이들 폭발의 밝기는 차임으로 관측하기에 충분한데 이는 FRB가 분명 극히 고에너지 내원에서 생성된 것임을 보여준다.
보다 많은 관측을 통해 천문학자들은 가급적 빨리 이 기괴한 현상에 대한 기원을 알아내고자 한다.
“FRB는 또 이것들이 통과한 매질에 대한 정보를 지니고 있습니다.” 맥길 대학 물리학과 박사후 연구원이자 차임 연구팀 멤버인 사우랍 싱(Saurabh Singh)의 말이다.
“우리로부터 일정한 거리 범위 내에서 FRB 관측이 증가함에 따라 우주 중의 물질 분포를 독립적인 측량할 수 있습니다.”
이처럼 대량의 FRB 표본이 존재하면 수많은 가능성이 열린다. 예를 들면 우리는 FRB를 우주학의 계측기로 사용하는 시대에 와있다.
“우리는 수천 개의 은하로 조성된 성단(星團)처럼 대형 구조 연구를 시작할 수 있습니다. 우주 암흑물질의 분포도를 그리는데 도움을 줄 수도 있고 전체 우주 역사 속에서 물질의 변화를 연구할 수도 있습니다.” 맥길대학 물리학과 연구원 알렉스 조세피의 말이다.
이외에도 연구팀은 또 첫 번째 CHIME/FRB목록을 발표했다. 여기에는 535개의 FRB에 관한 정보가 포함되어 있다.
“차임 전에 발견한 FRB는 모두 100개도 안되지만 지금은 1년간의 관찰에서 이미 수백 개를 발견했습니다.” “이런 모든 FRB 기원에 대한 자료가 있다면 우리는 진정으로 FRB의 전체적인 상황을 이해할 수 있고 대체 어떤 물리기전이 이런 현상을 일으키고 또 이것을 어떻게 이용해 미래 우주를 연구할 수 있을지 이해할 수 있게 될 겁니다.” MIT물리학과 연구원이자 차임 연구팀 멤버인 케이틀린 신의 말이다.
역주: 빠른 전파 폭발(FRB)이란 사람의 눈에는 보이지 않는 우주 섬광 현상으로, 밀리 초(1천분의 1초)만에 강하게 분출되고 사라지는 특성을 갖고 있어 관측이 매우 어렵다. 또, 현재까지 발생 과정이 명확히 밝혀지지 않아 우주 미스터리 중 하나로 꼽힌다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/268370