초기 우주에서 발견된 20만 광년 폭의 거대 방사성 플룸

천문학자들은 실로 오래된 "괴물"을 발견했습니다. 폭이 약 20만 광년에 달하는 전파 흐름인데, 이는 우주의 나이가 현재 나이의 10%도 되지 않았을 때 나타난 것으로 추정됩니다. 천문학자들은 제미니 북반구 망원경과 허블 우주 망원경을 이용한 집중적인 관측을 통해 이 복사선을 연구하여 초대질량 블랙홀이 어떻게 엄청난 에너지를 방출하는지, 그리고 초기 우주에서 어떻게 형성되었는지 알아내고 있습니다.

J1601+310이라는 이름의 이 제트기는 중앙 지점에서 방사형으로 뻗어 나온 두 개의 점(혹은 엽)을 가지고 있으며, 그 크기는 우리 은하(은하수) 전체 크기의 두 배에 이릅니다. 이는 초기 우주에서 관측된 것 중 가장 큰 규모의 전파 폭발입니다. 방사성 기둥의 중심에는 퀘이사라고 불리는 천체가 있습니다. 이는 본질적으로 은하의 매우 밝은 핵으로, 활동 은하핵(AGN)이라고도 하며, 중심에 초대질량 블랙홀이 들어 있습니다.

미국 국립과학재단 NOIRLab에서 이 프로젝트의 수석 연구원을 맡고 있는 애니크 글로데만스는 " 우리는 초기 우주에서 강력한 전파 방출을 보이는 퀘이사를 찾고 있습니다. 이를 통해 최초의 유출이 언제 어떻게 형성되었는지, 그리고 은하의 진화에 어떤 영향을 미쳤는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다 ."라고 설명했습니다.

초기 우주에서 발견된 20만 광년 폭의 거대 방사성 플룸
초기 우주에서 발견된 가장 큰 전파 제트의 그림입니다. 이 광선은 유럽 전역에 설치된 전파 망원경 네트워크인 국제 저주파 배열(LOFAR)을 사용하여 처음 확인되었습니다. 제미니 근적외선 분광기(GNIRS)를 이용한 근적외선 관측과 하비 에버리 망원경을 이용한 광학 관측을 통해 전파 제트와 이를 생성하는 퀘이사에 대한 완벽한 그림을 얻었습니다.

연구자들은 이 복사선이 우주의 나이가 12억 년도 되지 않았을 때 형성되었다는 것을 발견했습니다. 비교하자면, 현재 우주의 나이는 약 138�� 년입니다. 많은 사람들은 거대한 방사선을 방출하려면 초대질량 블랙홀이 필요할 것이라고 생각하지만, 이는 전적으로 사실이 아닌 듯합니다. 이 제트의 중심에 있는 블랙홀은 다른 퀘이사보다 작습니다.

흥미로운 사실 은 이 거대한 전파 방출을 생성한 퀘이사가 다른 퀘이사와 비교했을 때 그다지 큰 블랙홀 질량을 가지고 있지 않다는 것입니다. 이는 초기 우주에서 그렇게 강력한 전파 방출을 생성하는 데 반드시 매우 큰 질량이나 높은 어닐링 속도를 가진 블랙홀이 필요하지 않다는 것을 시사합니다 .

연구자들은 여전히 ​​이 비교적 작은 블랙홀이 왜 그렇게 큰 방사선을 생성할 수 있는지 확신하지 못하고 있습니다. 또는 왜 다른 유사한 블랙홀은 자체적으로 거대한 방사선 제트를 생성하지 않는가. 초기 우주에서 매우 큰 방사선 제트를 관찰하는 일은 극히 드물기 때문에, 최초의 제트가 형성된 시기에 대한 정보를 더 많이 얻는 것은 매우 귀중합니다.

엄청난 크기에도 불구하고, 새로 발견된 방사성 구름은 엄청나게 멀리 떨어져 있어서 연구자들은 지상 망원경과 우주 망원경의 데이터를 모두 사용하여 연구해야 했습니다. 이 천체는 매우 특별해서 아주 멀리 떨어져 있음에도 지구에서도 볼 수 있습니다. 이 천체는 서로 다른 파장에서 작동하는 여러 망원경의 성능을 결합하면 무엇을 발견할 수 있는지를 보여 줍니다 .

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