오서창(吳瑞昌)
【정견뉴스】
천체 망원경의 성능이 향상됨에 따라 천문학자들은 이전에는 볼 수 없었던 우주의 세부적인 모습을 발견할 수 있게 되었다. 최근 ICRAR가 이끄는 국제 연구팀은 지금까지 공개된 은하 저주파 전파 컬러 이미지를 가장 크고 해상도가 높은 이미지로 완성했다.
이 이미지는 지구 남반구에 있는 은하수 은하 평면(GP)의 약 3,800제곱도에 달하는 광대한 영역을 담고 있다. 이 은하 평면 사진은 호주 커틴 대학교 박사과정생이자 ICRAR 천문학자 실비아 만토바니니와 그녀의 팀이 18개월에 걸쳐 슈퍼컴퓨터를 활용한 광범위한 계산을 통해 제작했다. (이미지 보기)
이 데이터는 GLEAM과 GLEAM-X(GLEAM eXtended)라는 두 가지 광범위한 탐사를 통해 얻은 것이다. 두 탐사 모두 호주 연방 과학산업연구기구(CSIRO) 산하 머치슨 전파천문대의 MWA 전파 망원경에서 수행되었다.
MWA 전파 망원경은 두 가지 구성으로 나뉩니다. GLEAM은 여러 개의 짧은 기준선을 사용하여 대규모 저주파 확산 구조를 포착하는 반면, GLEAM-X는 최대 5km 길이의 기준선을 사용하여 고해상도를 구현한다.
이를 위해 연구팀은 두 구성의 데이터를 동시에 처리하는 고급 “조인트 디컨볼루션” 알고리즘을 사용하여 넓은 공간적 범위를 연속적으로 포착했다. 이 획기적인 기술은 기존 이미지를 합성하거나 분리할 때 발생하는 아티팩트와 보정 오류를 방지하는 동시에 천체 탐사 지도 작성의 정확성을 보장한다.
이를 통해 2019년에 공개된 이전 GLEAM 탐사 이미지에 비해 해상도가 두 배, 감도가 10배, 커버리지 영역이 두 배 향상된 새로운 이미지가 탄생했으며, 노이즈 수준은 5~8배 감소했다. 이 이미지는 남반구 상공의 하늘을 성공적으로 포착해 다양한 전파 파장(또는 전파광의 “색상”)에서 은하를 보여준다.
더 나아가 ICRAR 연구진은 펄서, 행성상 성운(PNe), 고밀도 HII 영역(이온화 가스의 고밀도 구름), 그리고 은하수 너머의 먼 은하를 포함하여 이 이미지에서 볼 수 있는 98,207개의 전파원을 정확하게 목록화했다.
연구진은 이 데이터와 새로운 이미지가 우주 풍경의 더욱 명확한 패턴을 밝혀내어, 별의 진화와 은하계 우주선의 기원을 이해하는 데 중요한 도구가 될 것으로 기대한다. 이 관측 자료는 또한 은하계와 별의 탄생, 진화, 그리고 죽음 사이의 관계에 대한 새로운 통찰력을 제공하고, 새로운 별을 둘러싼 가스와 죽어가는 별이 남긴 가스 및 잔해(초신성 잔해)를 구분하는 데 도움을 줄 것이다.
천문학자들은 수백 개의 초신성 잔해(SNR, 별이 폭발한 후 남은 가스와 에너지 구름)를 발견했지만, 최소 수천 개가 발견되지 않았을 것으로 추정한다. 천문학자들은 MWA 전파 망원경의 성능을 활용하여 너무 오래되었거나 너무 희미한 초신성 잔해를 탐색할 계획이다.
연구원들은 또한 은하수 내 펄서의 신비를 밝히고자 한다고 밝혔다. 여기에는 다양한 GLEAM-X 주파수에서 펄서의 밝기를 측정하는 것이 포함된다. 이를 통해 이 수수께끼 같은 천체들이 전파를 방출하는 방식과 은하수 내 위치를 더 깊이 이해할 수 있을 것이다.
만토바니니 박사는 ICRAR 뉴스룸과의 인터뷰에서 “이 생생한 이미지는 낮은 주파수에서 전례 없는 관점에서 우리 은하를 보여줍니다.”라고 말했다. “이 사진은 별의 진화에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 은하계 여러 지역에서 별이 어떻게 형성되었는지, 다른 천체와 어떻게 상호작용하는지, 그리고 별이 궁극적으로 어떻게 죽는지 등을 보여줍니다.”
그녀는 “큰 빨간색 원으로 표시된 폭발하는 별의 잔해를 선명하게 볼 수 있습니다. 작은 파란색 영역은 새로운 별이 활발하게 형성되고 있는 별의 보육원을 나타냅니다.”라고 설명했다.
GLEAM-X 탐사의 책임 연구원이자 ICRAR 회원인 나타샤 헐리-워커 박사는 “이 사진은 천문학에서 중요한 이정표입니다. 은하계 남반구 전체에 대한 저주파 전파 지도가 이전에 발표된 적이 없기 때문입니다. 이 저주파 이미지를 통해 고주파에서는 포착하기 어려운 은하수의 거대한 천체물리학적 구조를 밝혀낼 수 있습니다.”라고 강조했다.
워커 박사는 “현재 세계에서 가장 큰 전파 망원경은 서호주에 있는 와자리-야마지(Wajarri Yamaji) SKA 천문대의 SKA-Low 망원경만이 감도와 분해능 면에서 이 사진을 능가할 수 있는 역량을 가지고 있습니다.”라고 요약했다.
(에포크타임스)
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/299359