다행히도 지구의 대기는 위험한 감마선의 대부분을 차단합니다.하지만 때문에
이 발견을 페르미 거품이라고 합니다.이 현상의 본질은 여전히 미스터리지만 과학자들은 이 현상이 은하 중심에 위치한 초대질량 블랙홀과 관련이 있다고 믿고 있습니다. 그러나 새로운 연구는 이것이 완전히 사실이 아님을 보여줍니다.
우주 감마선은 어떻게 연구됩니까?
우주는 많은 사람들의 고향이다이국적이고 아름다운 현상, 그 중 일부는 거의 상상할 수 없는 양의 에너지를 생성할 수 있습니다. 초거대질량 블랙홀, 중성자별 병합, 광속에 가까운 속도로 움직이는 뜨거운 가스의 흐름. 이 모든 것은 감마선 플럭스를 생성하는 이벤트의 일부 예일 뿐입니다.
감마선이 가장 크다는 것을 기억하십시오.전자기 복사의 에너지 형태. 파장이 가장 짧고(2⋅10−10m 미만) 고에너지 광자의 흐름입니다. 이러한 방사선은 이온화 특성을 가지고 있습니다. 즉, 원자를 하전 이온으로 바꿀 수 있습니다.
지상에서의 시야가 차단되기 때문에 과학자들은연구 장비가 우주로 발사될 때까지 하늘에 풍부한 감마선이 있다는 사실을 전혀 몰랐습니다. 최초의 우연한 관측은 금지된 핵실험을 감시하기 위해 1960년대에 발사된 벨라 위성에 의해 이루어졌습니다.
지구 궤도를 도는 Vela 위성에 대한 예술가의 그림. 이미지: 공개 도메인, 링크
1967년 7월 2일 Vela 4 위성의 탐지기와Vela 3는 알려진 무기와 달리 감마선의 첫 번째 폭발을 기록했습니다. 추가 분석은 그것이 지구와 원자 폭탄 실험과 아무 관련이 없다는 것을 보여주었습니다.
감마선에 대한 완전한 연구우주는 2008년 페르미 우주망원경의 발사와 함께 시작되었습니다. 이 장치는 감마선 버스트 모니터와 광각 망원경으로 구성됩니다. 페르미는 신틸레이터, 즉 이온화 방사선을 흡수할 때 빛날 수 있는 물질을 사용합니다. 이러한 센서의 빛은 광검출기에 의해 캡처되어 복사 전력을 고정할 수 있습니다. 망원경의 신틸레이터는 우주선의 측면에 있어 지구가 가리지 않는 하늘 전체를 볼 수 있습니다.
대면적 망원경(LAT) 감지지상 입자 가속기와 유사한 기술을 사용하여 개별 감마선. 광자는 얇은 금속판에 부딪혀 전자-양전자 쌍으로 변합니다. 이 하전 입자는 실리콘 마이크로스트립 검출기의 교대 층을 통과하여 이온화를 일으켜 검출 가능한 작은 전하 펄스를 생성합니다.
수년에 걸쳐 Fermi는 많은놀라운 발견. 예를 들어, 그는 감마선만 방출하는 펄서를 처음으로 발견했고, 초신성 잔해가 거대한 입자 가속기처럼 작용한다는 것을 배웠고, 지구에서 뇌우 동안 감마선의 섬광을 관찰했습니다. 그러나 가장 놀라운 발견은 페르미 거품입니다.
페르미 망원경에 대한 예술가의 그림. 이미지: NASA의 고다드 우주 비행 센터 개념 이미지 연구소
더 많은 연구, 더 많은 미스터리
2010년 11월에 연구자들은 다음과 같이 발표했습니다.우리은하의 핵 양쪽에서 감마와 X선 파를 방출하는 에너지 플라즈마의 두 개의 큰 타원형 구조가 발견되었습니다. 페르미 거품이라고 하는 이 구조는 은하 중심에서 위아래로 25,000광년 뻗어 있습니다. 비교를 위해 태양에서 태양까지의 거리는 약 26,000광년입니다.
페르미 거품의 예술적 삽화. 비디오: NASA
은하계에 산란된 배경 감마선과주변 공간은 이러한 특이한 거대 구조의 이전 탐지를 방해했습니다. 그러나 페르미 망원경의 힘과 기술의 발전은 이 문제를 극복했습니다.
연구원들은 거품의 근원이은하계의 초대질량 블랙홀이다. 또한 이를 통해 연결되어야 합니다. 가장 인기 있는 가설은 블랙홀이 물질을 적극적으로 흡수하여 전자기 스펙트럼에서 볼 수 있는 거대한 플라즈마 제트를 방출한다는 것입니다. 이전에 다른 은하에서도 비슷한 소스가 발견되었습니다.
페르미 거품에 대한 관측 데이터. 비디오: NASA
이 이론을 확인하기 위해 과학자들은 그러한"굴뚝"은 은하의 평면에 수직인 플라즈마의 기둥 모양 제트입니다. 곧 비슷한 것이 발견되었고 나중에 페르미 거품 내부에서 측정되었습니다.
그러나 추가 연구는 새로운질문. 이론이 제시한 것처럼 거품이 대칭적으로 보이지 않는 것으로 나타났습니다. 그들 중 하나에서는 "굴뚝"의 명확한 이미지가 추적되었지만 다른 하나에서는 측정 과정에서 사라지기 시작했습니다. 또한 그 중 하나에서 이상한 광점 "고치"가 발견되어 어떤 식으로든 설명 할 수 없었습니다.
"고치"의 신비한 본질
연구자들은 페르미 거품의 꽃잎 탐색그들은 매우 밝고 눈에 띄는 감마선으로 구성된 몇 가지 신비한 구조로 덮여 있음을 발견했습니다. 가장 밝은 점 중 하나는 남엽에서 발견되었으며 페르미 누에고치로 명명되었습니다.
코쿤 페르미. 이미지: 카블리 IPMU
최근 네이처 저널에 발표된 논문에서천문학에서 연구원들은 이 누에고치의 성질을 알아낼 수 있었다고 보고했습니다. 그들의 연구에서 과학자들은 GAIA와 페르미 우주 망원경의 데이터를 분석하여 페르미 고치가 실제로 궁수자리 왜소타원은하(SagDEG)의 복사에서 발생한다는 것을 보여주었습니다.
이 은하수의 위성 은하는 볼 수 있습니다.페르미 거품을 통해 지구에서 관찰. 좁은 궤도로 인해 우리 은하를 돌면서 많은 성간 가스를 잃어 버렸고 많은 별이 항성 디스크에서 찢어져 SagDEG를 뒤따르는 물줄기로 끌어 당겼습니다.
궁수자리에서 태양과 왜소타원은하의 위치. 이미지: 카블리 IPMU
이 은하는 사실상 물질이 없다.별 형성과 활동 과정. 그러나 여전히 감마선의 근원을 숨길 수 있습니다. 그들의 연구에서 천체 물리학자들은 페르미 고치의 신비한 빛이 SagDEG 은하에 위치한 밀리초 단위의 펄서로 설명될 수 있음을 보여주었습니다.
밀리초 펄서는 잔해입니다.가까운 쌍성계에 있는 태양보다 훨씬 더 무거운 특정 유형의 별. 극단적 인 회전의 영향으로 가속 된 입자를 우주로 던집니다. 밀리초 펄서에 의해 방출된 전자는 저에너지 우주 마이크로파 배경 광자와 충돌하여 고에너지 감마선 쪽으로 밀어냅니다.
연구원들은 별도의 설명을 할 수 있었지만페르미 거품과 관련된 효과, 이 현상과 일반적으로 우주 감마선의 복잡한 특성은 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 활성은하핵은 오랫동안 감마선의 주요 원천으로 여겨져 왔으나 이제는 잘못된 것으로 알려져 있습니다.
한 대안 가설은 다음과 같이 제안합니다.암흑 물질의 알려지지 않은 상호 작용이 이 방사선의 대부분을 형성할 수 있습니다. 과학자들은 새로운 실험에서 알아낼 수 있을 것이며 아마도 추가 단서에는 신비한 페르미 거품이 포함될 것입니다.
더 읽어보기 :
NASA, 태양계의 미래 모습 공개
물리학자들은 온도를 기록하기 위해 원자를 냉각했습니다. 그들은 우주보다 10억 배나 더 차갑습니다.
연구원들은 인도와 아시아가 매우 빠르게 충돌한 이유를 설명합니다.
표지 이미지: NASA/GSFC/DOE/Fermi LAT/D.Finkbeiner et al.