가장 멀리 알려진 고속 전파 폭발의 '방울 모양' 고향은 7개 은하의 집합체입 니다

2022년 여름, 천문학자들은 지금까지 관측된 것 중 가장 강력한 고속 전파 폭발(FRB)을 감지했습니다. 그리고 빅뱅의 중간쯤으로 거슬러 올라가는 위치에서 나온 이 사진은 현재까지 발견된 FRB 중 가장 멀리 알려진 곳이기도 합니다.

이제 노스웨스턴 대학이 이끄는 천문학자들은 특별한 물체가 탄생한 장소를 정확히 찾아냈습니다. 그리고 그것은 참으로 호기심이 많습니다.

NASA의 허블 우주 망원경의 이미지를 사용하여 연구원들은 FRB를 추적했습니다. 하나 은하계이지만 최소한의 그룹 일곱 은하계. 컬렉션에 포함된 은하계는 서로 상호 작용하는 것으로 보입니다. 아마도 합병 가능성이 있는 경로에 있을 수도 있습니다. 그러한 은하군은 드물며 아마도 FRB를 촉발시키는 조건을 초래했을 가능성이 있습니다.

예상치 못한 발견은 FRB가 어떻게 생산되고 무엇이 FRB를 생산하는지에 대한 과학적 모델에 도전할 수 있습니다.

이번 연구를 이끈 노스웨스턴 대학의 알렉사 고든(Alexa Gordon)은 “허블의 영상이 없었다면 이 FRB가 하나의 단일체 은하에서 유래했는지 아니면 어떤 유형의 상호 작용 시스템에서 유래했는지에 대한 미스터리로 남아있을 것”이라고 말했습니다. “우리가 FRB의 신비를 더 잘 이해하도록 이끄는 것은 이러한 유형의 환경, 즉 이상한 환경입니다.”

Gordon은 루이지애나주 뉴올리언스에서 열리는 미국 천문학회 제243차 회의에서 이 연구를 발표할 예정입니다. “허블 우주 망원경을 이용한 가장 먼 고속 전파 폭발의 환경 공개”는 “고에너지 현상과 그 기원” 세션의 일환으로 화요일(1월 9일) 오후 2시 15분(CST)에 개최됩니다.

Gordon은 Northwestern의 Weinberg College of Arts and Sciences에서 천문학을 전공하는 대학원생이며, 물리학 및 천문학 부교수인 연구 공동 저자 Wen-fai Fong의 조언을 받습니다. Fong과 Gordon은 천체물리학 학제간 탐사 및 연구 센터(CIERA)의 회원이기도 합니다.

덩어리에서 탄생?

밀리초 내에 폭발하고 사라지는 FRB는 한 번의 빠른 폭발로 우리 태양이 1년 동안 방출하는 것보다 더 많은 에너지를 생성하는 짧고 강력한 무선 폭발입니다. 그리고 기록적인 FRB(FRB 20220610A로 불림)는 이전 버전보다 훨씬 더 극단적이었습니다.

가까운 FRB보다 4배 더 에너지가 넘쳤을 뿐만 아니라 지금까지 발견된 FRB 중 가장 먼 FRB로도 기록되었습니다. FRB 20220610A가 발생했을 때 우주의 나이는 고작 50억 살이었습니다. (비교를 위해, 우주의 나이는 현재 138억년입니다.)

초기 관측에서 폭발은 식별할 수 없는 무정형 덩어리 근처에서 발생한 것으로 나타났습니다. 천문학자들은 처음에 이 덩어리가 하나의 불규칙 은하 또는 세 개의 먼 은하 그룹으로 생각되었습니다. 그러나 새로운 방식으로, 허블 망원경의 선명한 이미지는 이제 그 덩어리가 서로 믿을 수 없을 정도로 근접한 7개의 은하일 수도 있음을 시사합니다. 사실, 은하들은 서로 너무 가까워서 모두 우리 은하계 안에 들어갈 수 있습니다.

퐁은 “그룹 멤버들이 ‘상호작용’하고 있다는 징후가 있다”고 말했다. “즉, 그들은 물질을 거래하고 있거나 합병을 향한 길에 있을 수 있습니다. 이러한 은하 그룹(밀집 그룹이라고 함)은 우주에서 믿을 수 없을 정도로 희귀한 환경이며 우리가 아는 가장 밀도가 높은 은하 규모 구조입니다.”

“이 상호 작용은 별 형성의 폭발을 촉발할 수 있습니다”라고 Gordon은 말했습니다. “그것은 FRB 20220610A의 조상이 우리가 다른 FRB에서 배운 것과 일치하는 상당히 최근의 별 집단과 연관되어 있음을 나타낼 수 있습니다.”

“현재까지 수백 건의 FRB 사건이 발견되었음에도 불구하고, 그 중 일부만이 호스트 은하계에 정확하게 지적되었습니다.”라고 NSF 대학원 연구, 천문학 박사인 연구 공동저자 Yuxin (Vic) Dong이 말했습니다. Fong 연구실의 학생이자 CIERA 회원입니다. . “그 작은 부분 내에서 밀도가 높은 은하계 환경에서 온 사람은 극소수에 불과합니다. 하지만 이렇게 밀집된 은하단에서는 누구도 본 적이 없습니다. 따라서 그 탄생지는 정말 드뭅니다.”

수수께끼의 폭발

천문학자들은 2007년 처음 발견한 이후 최대 1,000개의 FRB를 발견했지만 눈부신 섬광의 원인은 여전히 ​​불확실합니다. 천문학자들은 FRB 뒤에 있는 가능한 메커니즘에 대해 아직 합의에 이르지 못했지만 일반적으로 FRB에는 블랙홀이나 중성자별과 같은 소형 물체가 포함되어야 한다는 데 동의합니다.

FRB의 본질을 밝혀냄으로써 천문학자들은 신비한 현상뿐만 아니라 우주 자체의 본질에 대해서도 배울 수 있었습니다. FRB의 전파가 마침내 우리 망원경을 만났을 때, 그들은 먼 초기 우주에서 수십억 년 동안 여행한 것입니다. 이 우주를 횡단하는 여정 동안 그들은 도중에 물질과 상호 작용합니다.

Fong은 “특히 전파는 FRB 위치에서 우리까지 시선을 따라 개입하는 모든 물질에 민감합니다”라고 말했습니다. “이것은 파동이 FRB 사이트 주변의 모든 물질 구름을 통해, 호스트 은하계를 통해, 우주를 가로질러, 그리고 마지막으로 은하수를 통과해야 함을 의미합니다. FRB 신호 자체의 시간 지연을 통해 우리는 모든 것의 합을 측정할 수 있습니다. 이러한 기여 중.”

FRB와 그 기원을 계속 조사하려면 천문학자들은 FRB를 더 많이 탐지하고 연구해야 합니다. 그리고 기술이 점점 더 민감해짐에 따라 더 많은 감지 기능(잠재적으로 엄청나게 희미한 FRB를 포착할 수도 있음)이 코앞에 다가왔다고 Gordon은 말했습니다.

Dong은 “원거리 FRB의 더 큰 샘플을 사용하여 FRB를 더 가까운 FRB에 연결함으로써 FRB와 해당 호스트 특성의 진화를 연구하기 시작할 수 있으며 아마도 더 이상한 개체군을 식별하기 시작할 수도 있습니다”라고 말했습니다.

“가까운 미래에 FRB 실험은 감도를 높여 이러한 거리에서 감지되는 FRB의 수가 전례 없는 속도로 증가할 것입니다”라고 Gordon은 말했습니다. “천문학자들은 이 FRB의 환경이 얼마나 특별한지 곧 알게 될 것입니다.”

연구는 “밀집된 은하단에서 빠른 전파가 터졌다. 지 ~ 1,”은 국립 과학 재단(수상 번호 AST-1909358, AST-2047919 및 AST-2308182), David and Lucile Packard 재단, Alfred P. Sloan 재단, 과학 발전 연구 회사 및 NASA( 수상 번호 GO-17277) 천문학자들은 서호주에 있는 Australian Square Kilometer Array Pathfinder 전파 망원경으로 FRB 20220610A를 처음 발견한 후 칠레에 있는 유럽 남부 천문대의 초거대 망원경으로 그 기원을 확인했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240109144508.htm