리옌(李言)
【정견뉴스】
한 그룹의 천문학자들이 여러 관측 임무를 수행한 제임스 웹 우주 망원경 데이터를 선별하여 지금까지 가장 큰 규모의 작은 붉은 점 샘플 라이브러리 중 하나를 편집했다.(공유 영역)
2022년 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 정식 가동된 이래, 이는 인류에게 전례 없는 장엄한 성운을 선사했을 뿐만 아니라 천문학자들을 곤혹스럽게 만든 새로운 수수께끼를 던져주었다. 웹이 촬영한 거의 모든 심우주 영상에는 지극히 미세하고 밝은 붉은 점 모양의 천체들이 흩어져 있었다. 과학계는 현재 이들을 통칭하여 소홍점(LRDs)이라 부른다.
CNN의 화요일(3월 17일) 보도에 따르면, 과학자들이 이미 수천 개의 이러한 천체를 탐지했고 관련 연구 논문도 이미 수백 편에 달하지만, 그것들이 도대체 무엇인지에 대해서는 여전히 정론이 없다. 프린스턴 대학교 천체물리 교수 제니 그린(Jenny Greene)은 이것이 내 직업 생애에서 처음으로 외형의 성인(成因)을 완전히 이해할 수 없는 천체를 연구하는 것이라고 직설적으로 말했다.
‘소홍점’의 기원과 명명
소홍점은 그것들의 과학적 정의가 아니다. 이 천체들의 정식 학명은 광선(寬線) H-알파 방출체(broad-line H-alpha emitters)로, 이는 그것들이 스펙트럼에서 지극히 넓은 수소 원자 방출선을 나타낸다는 것을 의미한다. 2024년 초, 오스트리아 과학기술연구원의 요리트 마티(Jorryt Matthee)는 대중이 더 쉽게 이해할 수 있도록 이처럼 직관적인 명칭을 만들었다.
웹 망원경 이전의 허블 망원경은 심우주를 관측할 수 있었지만 해상도와 적외선 감응 능력이 부족하여 지극히 먼 곳에 숨겨진 빛이 미약한 이 천체들을 포착할 수 없었다. 웹은 6.5미터 폭의 주경과 강력한 근적외선 카메라(NIRCam)를 바탕으로 비로소 우주의 불청객들을 정체(正形)로 드러나게 했다.
이 천체들이 붉게 보이는 데는 주로 두 가지 원인이 있다.
우주 적색편이(Redshift): 그것들이 지극히 먼 초기 우주(보통 우주 대폭발 후 초기 10억 년)에 위치하기 때문에 우주가 끊임없이 팽창함에 따라 그것들이 내보내는 빛이 지구로 전달되는 과정에서 늘어나 파장이 길어지며 적외선 대역으로 진입한다.
본질적 특성: 과학자들은 처음에 그것들이 농밀한 우주 먼지에 둘러싸여 붉게 보인다고 생각했으나, 최신 관측은 이러한 붉은색이 중심 엔진 주변의 지극히 조밀한 수소가스에서 기인할 수 있음을 암시한다. 이 가스들은 특정 파장의 빛을 흡수한다.
현재 주류인 세 가지 가설
현재 천문학계는 소홍점의 신원을 둘러싸고 격렬한 논쟁을 벌이고 있으며 주로 다음과 같은 세 가지 가능성에 집중하고 있다.
1. 영아기의 초대질량 블랙홀
이는 현재 가장 많은 지지를 받는 가설이다. 많은 천문학자는 LRDs가 은하 중심의 잃어버린 고리, 즉 초대질량 블랙홀의 초기 성장 단계라고 생각한다. 만약 이것이 증명된다면 은하계 중심처럼 거대한 블랙홀이 어떻게 우주 초기에 신속하게 형성되었는지 설명할 수 있게 된다.
2. 블랙홀 항성과 절벽
하버드-스미소니언 천체물리 센터의 안나 데 그라프(Anna de Graaff)는 RUBIES 계획을 통해 부호가 절벽(The Cliff)인 특수 샘플을 발견했다. 그것의 스펙트럼 특징은 일반적인 은하와도 같지 않고 먼지에 가려진 블랙홀과도 같지 않았다. 데 그라프는 블랙홀 항성이라는 개념을 제시했는데, 이는 지극히 밝은 중심 엔진(블랙홀)이 주변의 지극히 조밀한 가스를 가열하고 밝혀서 항성 같은 특징을 나타내게 한다는 것이다.
3. 준항성(準恒星)
이는 이미 2006년에 이론적으로 예측되었으나 지금까지 유사한 관측 증거를 찾지 못했던 모델이다. 콜로라도 대학교의 미치 베겔만(Mitch Begelman) 교수는 LRDs가 거대한 원시별이 붕괴하여 형성된 준항성(Quasi-stars)일 수 있다고 생각한다. 이는 핵융합에 의존하지 않고 내부 블랙홀에 의해 구동되는 기이한 천체다. 만약 그렇다면 인류가 처음으로 항성과 블랙홀 사이의 혼합체를 관측한 것이 된다.
현재 과학계는 지구와 비교적 가까운 거리의 LRDs(지극히 희귀하며 확률은 먼 곳의 10만 분의 1 정도임)를 찾는 데 주력하고 있으며, 더 선명한 세부 관측을 통해 소홍점 신원의 수수께끼를 철저히 풀 수 있기를 희망하고 있다.
(에포크타임스)
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/301675