기금넷 공식사이트 - 복권 조회 - 과학자들은 우주에서 가장 큰 은하간 다리를 발견하고 암흑물질의 수수께끼를 풀기 위한 새로운 아이디어를 제공했다.
과학자들은 우주에서 가장 큰 은하간 다리를 발견하고 암흑물질의 수수께끼를 풀기 위한 새로운 아이디어를 제공했다.
이 성단의 가스는 가열, 상호 작용, 충돌을 할 수 있어 놀라운 고에너지 방사선을 만들어 낼 수 있다. 암흑 물질은 자신을 제외한 모든 것을 통과할 수 있으며, 그것의 중력 효과만이 그것을 대부분의 정상 물질과 분리할 수 있다. 또한 이론적으로 전기를 띤 입자는 크게 가속화되어 수백만 광년을 가로지르는 일관된 자기장을 생성할 수 있습니다. 충돌한 두 은하단 사이에서 이런 은하교를 발견한 것은 이번이 처음이다. 이것은 우리 우주에 큰 영향을 미친다.
그림: 이 찬드라 우주 망원경의 이미지는 은하단 MACSJ07 17 의 대규모 뷰를 보여 주며, 흰색 상자는 찬드라와 허블 우주 망원경 (HST) 이 합성할 수 있는 시야를 보여 줍니다. 초록선은 이 은하단으로 통하는 대규모 가는 실크의 대략적인 위치를 보여 주며, 거대한 우주 네트워크와 우리 우주에 존재하는 은하단 사이의 관계를 보여준다. (미 항공우주국 /CXC/IFA/ 말 등)
우리 우주에서 천문 구조가 모두 동등하게 창조된 것은 아니다. 행성은 별에 비해 왜소하고 별 자체는 태양계보다 훨씬 작다. 은하수와 같은 큰 은하를 형성하려면 수천억 개의 은하를 조립해야 하는데, 은하단과 은하단은 수천 개의 은하 크기의 은하를 포함할 수 있다. 이 거대한 은하단은 가장 큰 규모로 서로 충돌하고 융합할 수 있다.
일찍이 2004 년에는 인근 은하단1E0657–558 에 대한 두 세트의 관측이 있었다. 하나의 광학 영상에서만 조밀한 은하단에 의해 형성된 두 개의 독립된 은하단을 명확하게 식별할 수 있다.
그림: 탄환형 은하단은 첫 번째 고전적인 예이며, 충돌하는 두 은하단 사이에 중요한 효과가 있다는 것을 알 수 있습니다. 광학도에서는 두 개의 인접한 은하단 (좌우) 의 존재를 명확하게 구분할 수 있다. (미국 항공우주국/stsci; MAGELLAN/U.ARIZONA/D.CLOWE 등)
이 시스템에서 일어나고 있는 일에 대한 추가 정보를 얻기 위해 다른 두 가지를 정리할 수도 있습니다. 첫째, 물리적으로 흥미로운 측정을 할 수 있습니다. 먼저 이미지에서 볼 수 있는 모든 은하의 빛을 관찰할 수 있습니다. 그러면 어떤 은하가 성단 뒤 (배경 은하) 에 있는지, 어느 은하가 성단 앞 (전경 은하) 에 있는지 알 수 있습니다.
전경 은하를 관찰할 때, 그것들의 방향은 무작위적이어야 한다. 원, 타원, 디스크 모양이어야 하며, 어떤 평균 왜곡도 없이 어떤 특정 방향으로 기울어지게 한다. 그러나 빛 앞에 거대한 물체가 있다면 중력 렌즈 효과에 따라 배경 이미지를 왜곡해야 합니다. 적어도 이러한 관점에서 볼 때, 배경 은하와 전경 은하의 데이터 차이는 공간의 다른 위치에 얼마나 많은 품질 정보가 있는지 알 수 있습니다.
그림: 별, 은하, 은하단 모두 전경의 질에 영향을 받아 어떤 배경점에서도 빛의 형성이 미약한 중력렌즈에 의해 왜곡된다. 무작위 모양의 간섭이 있더라도 특징이 뚜렷하다. 전경 (왜곡되지 않음) 과 배경 (왜곡) 은하의 차이를 연구함으로써 우주에서 은하단 같은 대규모 확장 물체의 질량 분포를 재건할 수 있다. (위키 공유 자원 사용자 탈지모)
네가 할 수 있는 두 번째 일은 우주에서 선진적인 X 선 천문대를 이용하여 X 선으로 하늘의 똑같은 지역을 관찰하는 것이다. 미국 항공우주국의 찬드라 엑스선 천문대는 이런 관측을 할 수 있다. 찬드라의 발견은 놀랍다: 두 개의 거대한 기체단이 은하단과 함께 움직이는 것을 볼 수 있다. 예상한 바와 같이, 대량의 가스는 단일 은하뿐 아니라 전체 은하단과도 관련이 있습니다.
하지만 놀랍게도 전체 은하단 13- 15% 를 차지하는 가스는 중력효과보다 못하다! 어찌 된 일인지, 정상적인 물질과 중력 효과는 분리되어 있는데, 마치 전체 질량이 직접 지나가는 것 같다. 이 결과는 암흑물질 존재의 압도적인 천체물리학 증거로 여겨진다.
그림: 중력 렌즈 효과 (파란색) 의 도식은 탄상 은하단 (분홍색) 의 광학과 엑스레이 데이터 위에 겹쳐져 있다. X-레이 위치의 불일치와 이에 의해 추정된 품질의 존재는 부인할 수 없다. (엑스레이: 미국항공우주국 /CXC/CFA/M. 마크비치 등 카메라: 미국 항공우주국/그림/esos stsci); ESO WFI;; 마젤란/u. 아리조나/D. clowe 등 : 광학: 미국 항공우주국/stsci; MAGELLAN/U.ARIZONA/D.CLOWE 등)
이후 비슷한 두 개의 은하단이나 은하단이 서로 충돌하는 사례가 10 여 개 더 속속 발견되면서 각각 같은 결과를 보이고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단) 충돌하기 전에 은하단이 X 선을 방출하면 이 X 선은 은하단 자체와 관련이 있으며, 어떤 중력 왜곡도 은하와 기체의 위치와 일치한다.
그러나 충돌 후 X-레이를 방출하는 가스는 물질에서 벗어났습니다. 즉, 동일한 물리적 원리가 작동한다는 의미입니다. 은하단이 서로 충돌할 때:
우리가 관찰한 모든 충돌하는 은하단과 은하단에서 엑스레이 가스와 전체 물질의 분리는 모두 같다. (존 F. 케네디, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단, 은하단)
그림: 서로 다른 충돌 은하단의 X-레이 이미지 (분홍색) 와 총 물질 이미지 (파란색) 는 정상 물질과 중력 효과 사이의 명확한 분리를 보여 주는데, 이는 암흑물질의 존재에 대한 가장 강력한 증거 중 하나이다. 우리의 시뮬레이션 중 일부는 일부 성단이 예상보다 빠르게 움직일 수 있음을 보여 주지만, 시뮬레이션에는 중력만 포함되며, 다른 요인도 가스에 중요할 수 있습니다. (엑스레이: 미국 항공우주국 /CXC/ 스위스 로잔 연방공대/D. 하비 미국 항공우주국 /CXC/ 달렘 UNIV/R.메시; 광학/렌즈도: 미국 항공우주국, 유럽공국, D. 하비 (스위스 로잔 연방공과대학) 와 R. 매시 (영국 달럼 대학)
이렇게 많은 독립 시스템에서 얻은 이런 암흑물질의 경험이 합리적인 회의자를 흔들 것이라고 생각할지도 모릅니다. 중력 렌즈 신호와 물질의 존재를 설명하기 위해 과학자들은 또 다른 중력 이론을 구상했는데, 비국역 효과가 있다고 가정하면 물질의 중력을 상쇄할 수 있다. 그러나 충돌 은하의 특정 배열에 효과적인 이론은 충돌 전 은하단의 상태를 설명할 수 없다. 15 년 후에도 대체이론은 여전히 이 두 가지 상황을 동시에 설명할 수 없다.
하지만 암흑물질이 있는 우주는 관찰된 은하단의 모든 특징을 설명할 수 있어야 한다는 높은 증거부담을 지고 있다. 많은 충돌 성단과 성단은 암흑물질이 풍부한 우주가 예측한 속도를 가지고 있는데, 첫 번째 예인 총알 성단은 매우 빠르게 움직입니다.
그림: 우주 구조의 형성은 암흑물질과 정상 물질의 상호 작용에 크게 좌우된다. 암흑 물질에 대한 간접적 인 증거가 있지만, 우리는 여전히 그것을 직접 감지하기를 희망합니다. 이것은 정상적인 물질과 암흑 물질의 단면이 0 이 아닌 경우에만 발생합니다. 은하단과 더 큰 규모의 암흑 막대 등 구조의 출현은 논란의 여지가 없다. (ILLUSTRIS 공동 작업/ILLUSTRIS 시뮬레이션)
우주의 구성과 우주의 물리 법칙을 알게 되면 시뮬레이션을 통해 어떤 대규모 구조가 나타날지 예측할 수 있다. 우리의 시뮬레이션이 중력만을 고려할 때, 우리가 예측한 가장 빠른 충돌 은하단은 총알 은하단보다 느립니다. 우리 우주에 비슷한 예가 나타날 가능성은 백만 분의 1 도 안 된다.
우리가 우주의 이상한 확률을 생각할 때, 우리는 설명이 필요하다. 우주가 보이는 것은 단지 우리 우주가 복권 당첨자이기 때문일 뿐이지만, 이 관찰은 여전히 합리적인 질문을 제기한다. 관측 결과가 잘못되었거나 다른 이유가 있을 수 있습니다. 아마도 어떤 물리적 메커니즘으로 인해 이 정상적인 물질의 가속이 중력 효과 자체가 가져올 수 있는 속도보다 더 빨라질 수 있습니다.
그림: 반인마자리 은하는 지구에 가장 가까운 활성 은하의 예이며, 그 고에너지 분출은 중앙 블랙홀 주위의 전자기 가속으로 인해 발생한다. 충돌하는 두 은하단 사이에 대규모 전자기장이 있다면 비중력 자체가 허용하는 더 큰 입자 속도를 생성할 수 있습니다. (미국 항공우주국 /CXC/ 아프리카 금융공동체/카프 등. ) 을 참조하십시오
한 가지 가능성은 대규모 전기장이나 자기장이다. 양성자, 전자와 같은 전기 입자는 우주의 정상적인 물질을 형성하는 데 도움이 되며, 전자기장을 만나면 가속된다. 은하단은 일반적으로 우주의 가는 실이 만나는 곳에서 형성되며 암흑 물질에 의해 구동되지만, 정상적인 물질도 있는데, 대부분 이온화 플라즈마의 형태로 존재한다.
움직이는 하전 입자는 필연적으로 자기장을 생성합니다. 물체가 은하단에 떨어지면 전자와 같은 자기장과 상대성성의 빠르게 움직이는 입자를 생성합니다. 전자가 자기장에서 빠르게 움직일 때, 그들은 싱크로트론 방사라는 특수한 방사선을 생성합니다. 과학자들이 같은 파장의 빛을 관측할 수 있다면 이런 방사선을 발견할 수 있다.
그림: 충돌 은하단 Abell399 와 Abell40 1 의 전체 크기 이미지는 X-레이 데이터 (빨간색), 플랑크 마이크로웨이브 데이터 (노란색) 및 LOFAR 전파 데이터 (파란색) 를 보여줍니다. 단일 은하단은 명확하게 구분할 수 있지만, 10 억의 연로한 자기장으로 연결된 상대성성 전자전파교는 믿을 수 없을 정도로 눈부시다. (m. 무르지아 /INAF, F. 고워니 등, 20 19, 과학잡지)
20 19 년 6 월 7 일' 과학' 잡지에 발표된 새로운 연구에서 과학자들은 처음으로 Lofar 전파 망원경을 사용하여 충돌하는 은하단 한 쌍에서 이런 효과를 정확하게 발견했다. Federica Govoni 와 그의 동료들은 Roval 을 이용하여 은하단 Abell0399 와 Abell040 1 사이의 지역을 관찰하고 그것들 사이에 확장되는 저주파 무선 복사 척추를 탐지했다.
이 방사선은 두 개의 성단을 연결하는 자기장이 있을 뿐만 아니라, 상대성론 전자군이 우주의 가는 실을 가로질러 연결되어 있다는 것을 보여준다. 이 두 은하단은 공간에서 약 654 억 38+00 억 광년 떨어져 있어 자기장과 그 주변의 전자를 우주에서 알려진 가장 큰 구조 중 하나로 만들 것이다.
그림: 플랑크 위성에서 촬영한 이미지 (노란색) 에 따르면 20 12 년 전부터 은종 399 와 은종 40 1 을 연결하는 열기교가 발견됐다. 은하공간을 가로질러 두 은하단을 연결하는 열기교를 결정적으로 발견한 것은 이번이 처음이다. 이제 사람들은 그것이 총알 은하단과 전체 은하와 은하단의 형성에 중요한 역할을 한다고 생각한다. (유럽공국/플랑크 협력/STSCI/DSS)
이 전파 능선은 대부분의 간단한 시뮬레이션 예측보다 크지만 암흑물질 이론에는 좋은 일이다. 우리가 관찰한 일부 충돌 클러스터에 대해 가장 큰 곤혹은 왜 이 입자들이 이렇게 높은 속도로 가속될 수 있는지를 설명하는 것이다. 동시에, 두 은하단 사이의 거대한 자기장과 전자교는 은하간 기체의 입자를 다시 가속시킬 수 있는 메커니즘, 즉 충돌 과정에서 발생하는 충격파를 보여준다.
고워니와 그녀의 동료들이 한 것은 바로 이런 시뮬레이션이다. 그녀의 팀은 빛의 속도에 가까운 은하단 사이의 전자가 충격파에 의해 다시 가속될 것이라고 밝혔다. 만약 우리가 이 발견을 탄환형 은하단에 적용한다면, 우리는 당연히 우리가 X-레이를 방출하는 기체를 관찰한다면 충격파를 발견할 수 있을 것이라고 당연하게 여길 수 있다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언)
그림: 찬드라 X 선 천문대에서 촬영한 탄환은하단의 X 선 관측. 그림의 흰색 부분을 보면 가스가 매우 높은 온도로 가열되었음을 알 수 있습니다. 이를 해석하려면 충격파가 필요합니다. (미국 항공우주국 /CXC/CFA/M. 마르크비치 등, 맥심 마르크비치 (SAO) 에서 발췌)
보시다시피, 총알 성단의 찬드라 이미지를 직접 본다면, 먼저 이러한 진동을 알아차릴 수 있을 것입니다! 우리는 한 쌍의 충돌하는 은하단에서 대규모 자기장을 가진 상대성하전 입자를 발견했는데, 이 사실은 같은 효과가 다른 은하단에도 존재한다는 것을 강력하게 보여준다. 같은 구조가 은종 0399 와 은종 040 1 사이뿐만 아니라 다른 충돌성단 사이에도 존재한다면 탄상성단의 이런 작은 이상을 해결할 수 있다. 암흑물질을 중력효과가 정상 물질과 일치하지 않게 하는 유일하고 논란의 여지가 없는 해석으로 만들 수 있다.
매번 새로운 현상의 발견은 큰 발전을 의미한다. 하지만 이론, 시뮬레이션, 그리고 다른 충돌 은하단에 대한 관찰을 결합함으로써 우리는 우주 전체를 이해하는 데 한 걸음 더 나아갔습니다. 암흑물질의 또 다른 놀라운 승리이자 현대 천체물리학에 의해 해결될 수 있는 우주의 또 다른 수수께끼이다. 이 얼마나 아름다운 시대인가.
참조 데이터
1. 위키백과 사전
2. 천문 용어
중류성혼-도라 얼음
전재도 허가를 받으시고 무결성을 유지하고 출처를 밝히시기 바랍니다.