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은하단을 둘러싼 거대한 고에너지 입자 구름 발견

막심해(莫心海)

【정견뉴스】

2025년 6월 13일 유니버스 매거진 보도에 따르면, 천문학자들이 지구에서 50억 광년 떨어진 곳에서 불가사의한 고에너지 입자 구름을 발견했다. 이 입자 구름은 거대한 은하단을 둘러싸고 있으며, 그 크기는 무려 2천만 광년에 달한다. 지름 약 10만 광년인 우리 은하와 비교하면 약 200배나 크다.

이 새로운 발견은 입자가 에너지를 어떻게 유지하는지에 대한 오랜 이론에 도전장을 던진다.

이 거대한 구름은 2011년 처음 발견된 은하단 PLCK G287.0+32.9를 둘러싸고 있다.

은하단의 새로운 전파 이미지는 은하 사이의 공간에서 희미한 빛을 보여준다.

PLCK G287.0+32.9의 이 합성 이미지는 NASA 찬드라 X선 관측소의 X선(파란색과 보라색), 미어캣(MeerKAT) 전파 망원경의 전파 자료(주황색과 노란색), 그리고 팬스타스(PanSTARRS)의 광학 이미지(적색, 녹색, 파란색)를 결합한 것이다. 사진 제공: X선: NASA/CXC/CfA/K. Rajpurohit 외; 광학: PanSTARRS; 전파: SARAO/MeerKAT; 이미지 처리: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.

“우리는 은하단 가장자리에서 밝은 두 은하가 충돌하는 잔해를 볼 것으로 예상했지만, 오히려 은하단 전체가 전파에 휩싸인 것을 보았습니다.”라고 이 연구의 주저자인 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 카믈레쉬 라즈푸로히트는 말한다. “이렇게 거대한 고에너지 입자 구름은 이 은하단이나 다른 어떤 은하단에서도 관찰된 적이 없습니다.”

연구팀은 성단 중심부 깊숙한 곳에서 2.4GHz 주파수에서 직경 약 1,140만 광년의 전파 헤일로를 발견했다. 이처럼 큰 전파 헤일로는 이 주파수에서는 일반적으로 관측되지 않는다. 이는 우주선 전자와 성단 가장자리까지 뻗어 있는 자기장의 존재를 시사한다. 전자가 어떻게 이처럼 먼 거리에 걸쳐 가속되는지는 여전히 미스터리로 남아 있다.

라즈푸로히트는 “매우 확장된 전파 헤일로는 대부분 낮은 주파수에서만 보이는데, 이는 이를 생성한 전자가 에너지를 잃기 때문입니다. 그것들은 아주 오래되어 시간이 지남에 따라 이미 식어 버렸습니다.”라고 설명합니다. “이처럼 거대한 크기의 전파 헤일로를 발견함으로써, 우리는 이제 거대한 충격파 사이는 물론 더 먼 곳까지 전파 방출이 확장되어 성단 전체를 채우는 것을 볼 수 있습니다.”

“이는 어떤 것이 전자를 적극적으로 가속하거나 또는 재가속하고 있음을 시사하지만, 일반적인 추측은 모두 틀렸습니다.”

이번 발견은 우주 자기장과 우주에서 가장 큰 구조를 형성하는 데 어떻게 기여하는지에 대한 더 많은 통찰을 제공한다.

“우리는 이전에는 본 적 없는 방식으로 우주를 보기 시작했습니다.”라고 라즈푸로히트는 말한다. “이는 에너지와 물질이 어떻게 가장 큰 구조 내에서 움직이는지 다시 생각해 볼 필요가 있음을 의미합니다.”

자료출처: https://cosmosmagazine.com/space/astronomy/astronomers-cloud-particles-galaxy-cluster/

 

원문위치: https://www.zhengjian.org/node/297267