우주 웹의 초기 가닥 - ScienceDaily

은하계는 우주 전체에 무작위로 흩어져 있지 않습니다. 그것들은 클러스터로 모일 뿐만 아니라 그 사이에 거대한 불모의 공극이 있는 광대한 상호 연결된 필라멘트 구조로 모입니다. 이 “우주 웹”은 미약하게 시작되었고 중력이 물질을 끌어당기면서 시간이 지남에 따라 더욱 뚜렷해졌습니다.

NASA의 제임스 웹 우주망원경을 사용하는 천문학자들은 빅뱅 이후 8억 3천만년 후에 존재했던 10개의 은하가 실처럼 배열된 것을 발견했습니다. 300만 광년 길이의 구조는 빛나는 퀘이사(핵에 활성 초대질량 블랙홀이 있는 은하)에 의해 고정되어 있습니다. 팀은 필라멘트가 가까운 우주의 잘 알려진 코마 클러스터와 매우 유사한 거대한 은하단으로 진화할 것이라고 믿고 있습니다.

Tucson에 있는 University of Arizona의 팀원인 Xiaohui Fan은 “이 필라멘트가 얼마나 길고 좁은지 놀랐습니다.”라고 말했습니다. “무언가를 찾을 거라 예상했지만 이렇게 길고 뚜렷하게 얇은 구조를 기대하지는 않았습니다.”

“이것은 먼 퀘이사와 관련하여 사람들이 발견한 최초의 필라멘트 구조 중 하나입니다.”라고 이 프로그램의 수석 연구원인 Tucson에 있는 애리조나 대학교의 Feige Wang은 덧붙였습니다.

이 발견은 초기 블랙홀의 우주 환경을 연구하는 것이 주요 목표인 ASPIRE 프로젝트(재이온화 시대의 편향된 후광에 대한 SPectroscopic 조사)에서 나온 것입니다. 전체적으로 이 프로그램은 재이온화의 시대로 알려진 시간인 빅뱅 이후 첫 10억 년 이내에 존재했던 25개의 퀘이사를 관찰할 것입니다.

“지난 20년간의 우주론 연구는 우리에게 우주 웹이 어떻게 형성되고 진화하는지에 대한 확실한 이해를 제공했습니다. ASPIRE는 가장 초기의 거대한 블랙홀의 출현을 우주 구조 형성에 대한 현재 이야기에 통합하는 방법을 이해하는 것을 목표로 합니다.” 산타 바바라에 있는 캘리포니아 대학의 팀원인 Joseph Hennawi는 설명했습니다.

성장하는 몬스터

연구의 또 다른 부분은 젊은 우주에 있는 8개의 퀘이사의 특성을 조사합니다. 연구팀은 빅뱅 이후 10억년 이내에 존재했던 중심 블랙홀의 질량이 우리 태양의 6억배에서 20억배에 이르는 것을 확인했다. 천문학자들은 이 블랙홀이 어떻게 그렇게 빨리 커질 수 있었는지 설명하기 위한 증거를 계속 찾고 있습니다.

“이렇게 짧은 시간에 초거대 블랙홀을 형성하려면 두 가지 기준을 충족해야 합니다. 첫째, 거대한 ‘씨앗’ 블랙홀에서 성장을 시작해야 합니다. 둘째, 이 씨앗이 태양의 천 개에 해당하는 질량으로 시작하더라도 , 여전히 전체 수명 동안 최대 가능한 속도로 백만 배 더 많은 물질을 축적해야 합니다.”라고 Wang은 설명했습니다.

“이러한 전례 없는 관측은 블랙홀이 어떻게 조립되는지에 대한 중요한 단서를 제공하고 있습니다. 우리는 이 블랙홀이 성장을 위한 연료 저장고를 제공하는 거대한 젊은 은하에 위치하고 있다는 것을 알게 되었습니다.”라고 애리조나 대학교의 Jinyi Yang은 말했습니다. ASPIRE로 블랙홀 연구를 주도하고 있습니다.

Webb은 또한 초기 초대질량 블랙홀이 은하계에서 별의 형성을 잠재적으로 어떻게 조절했는지에 대한 최고의 증거를 제공했습니다. 초거대질량 블랙홀은 물질을 축적하지만 엄청난 양의 물질 유출에 동력을 공급할 수도 있습니다. 이 바람은 은하계 규모에서 블랙홀 자체를 훨씬 넘어 확장될 수 있으며 별의 형성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

“블랙홀에서 나오는 강한 바람은 모은하에서 별의 형성을 억제할 수 있습니다. 이러한 바람은 가까운 우주에서 관찰되었지만 재이온화 시대에서 직접 관찰된 적은 없습니다.”라고 Yang은 말했습니다. “바람의 크기는 퀘이사의 구조와 관련이 있습니다. Webb 관측에서 우리는 그러한 바람이 초기 우주에 존재했음을 보고 있습니다.”

이 결과는 두 개의 논문으로 출판되었습니다. 천체 물리학 저널 편지 6월 29일.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230629173611.htm