글/ 소로
【정견뉴스】
감마선은 파장이 아주 짧은 전자기파의 일종으로 X선과 유사하지만 에너지가 더 크고 투과력도 더 강하다. 천문학자들에 따르면 일반적으로 강력한 감마선은 모두 근원이 있는데 다시 말해 감마선을 발출하는 특정한 부위인 점원(點源)이 존재한다. 이런 점원은 대부분 고에너지를 지닌 천체들인데 예를 들면 블랙홀, 초신성 또는 중성자별 등이다.
그런데 신기한 것은 전 우주에서 일정한 강도의 감마선이 가득하다는 점이다. 이런 우주배경 감마선 복사는 은하계 밖에서 유래하며 대체적으로 균일하게 분포되어 있다. 바로 이 점이 과학자들을 당황스럽게 한다. 대체 어떤 유형의 고에너지 천체가 전 우주 중에서 고르게 감마선을 방출할 수 있는가?
최근 한 연구팀이 자세한 분석과 계산을 통해 우주배경 감마선복사의 근원이 우주 중에 대량으로 존재하는 항성생성 은하에서 유래함을 입증했다.
호주 국립대학의 매트 로스 박사는 이에 대해 “이것은 천문학자들이 1960년대 이래 줄곧 해결하지 못했던 우주의 수수께끼인 감마선 복사의 근원을 발견한 것으로 아주 중요한 이정표입니다.”라고 했다.
“우주에서 대량의 감마선을 방출할 수 있는 두 가지 분명한 내원이 있는데 하나는 기체가 모든 은하 중심의 초대질량 블랙홀에 떨어져 들어가는 것으로 이를 활동은하핵(Active Galactic Nuclei)이라 합니다. 또 하나는 은하 원반에서 항성이 탄생하는 것과 관련이 있습니다.”
이번 연구에서 로스 박사팀은 우주 중에서 은하들의 감마선 복사를 시뮬레이션하고 자신들의 결과와 다른 자료에 대해 비교했다.
그 결과 연구팀은 대부분의 이런 우주배경 감마선 복사의 원인은 항성생성 은하와 관련이 있고 활동은하핵이 아님을 발견했다.
빛의 속도에 가까운 아주 빠른 속도로 전파되는 입자인 우주선 복사에 대한 진일보 분석과 연구를 통해 연구팀은 무엇이 이런 신비한 감마선을 만들어내는지 조사해낼 수 있었다.
연구팀은 이를 위해 수많은 은하들의 정보를 분석해야 했다. 예를 들면 항성생성률, 총질량, 은하의 크기 및 지구로부터 떨어진 거리 등이다.
“우리의 모델을 사용하면 또 항성생성은하에서 유래한 우주전파 복사를 예측할 수 있는데 즉 라디오파와 주파수가 유사한 전자기복사입니다. 이것은 과학자들이 은하의 내부구조를 더 잘 이해할 수 있게 도와줍니다.”
이번의 새 연구는 비록 감마선의 내원을 밝혀내긴 했지만 우주 중에 대량의 항성생성은하에서 항성이 탄생하는 원인 및 그 기전에 대해서는 해석할 수 없다. 이에 대해서는 앞으로 보다 많은 관측과 연구가 필요하다.
로스 박사는 “현재 우리는 감마선이 분포하는 우주지도를 제작하고 있습니다. 이것은 차세대 망원경으로 감마선을 관측하는데 가이드로 제공될 것입니다. 이 신기술은 우리가 현재 사용하는 망원경으로 관측할 수 있는 것보다 훨씬 많은 항성생성은하를 관측할 수 있게 해줄 것으로 기대됩니다.”라고 했다.
이 논문은 지난 9월 15일 네이처에 발표되었다.
원문위치: http://www.zhengjian.org/node/270446