요약:
호주 시드니 대학교가 이끄는 국제 팀은 남아프리카의 MeerKAT 전파 망원경과 James Webb 우주 망원경을 사용하여 현재까지 가장 먼 고속 전파 폭발인 FRB 20240304B를 포착하고 위치를 확인했습니다. 그 근원은 빅뱅 이후 약 30억년 후의 은하계에 위치한다. 신호는 이전 FRB 기록의 두 배 이상 거리인 100억년 이상 동안 우주를 여행했습니다. 관련 결과는 사이언스(Science) 최신호에 게재됐다.
FRB 20240304B 감지에 대한 아티스트 일러스트레이션. 출처: "과학"
빠른 전파 폭발(FRB)은 처음 발견된 이후 천문학자들을 당황하게 했습니다. 이 현상은 몇 밀리초 동안 지속되며 은하수 외부에서 발생하는 전파 펄스입니다. 그 물리적 기원은 신비로우나 그 에너지는 극히 높다. 많은 노력과 과학자들의 관련 이론 개발에도 불구하고 FRB의 기원은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 현재 마그네타는 일부 소스의 후보입니다. 일부 천문학자들은 이것이 두 별이 충돌할 때 발생하는 소음일 수 있다고 믿습니다. 그리고 일부 천문학자들은 이것이 외계인이 보낸 메시지라고 더 믿고 싶어합니다. 아마도 진보된 외계 문명의 기술이 "누출"되었기 때문일 것입니다.
이 전파 섬광은 불과 몇 밀리초 동안만 지속되었으며 엄청난 에너지를 방출했습니다. 2024년 3월 4일, MeerTRAP 프로젝트는 MeerKAT을 사용하여 폭발을 먼저 포착했고, 천문학자들은 Webb 근적외선 카메라와 분광계를 사용하여 폭발의 "홈"을 찾았습니다. 스펙트럼은 약 2.148의 적색편이를 나타내며 이는 우주가 아직 아주 어렸을 때와 일치합니다. 과거에는 대형 지상 망원경으로는 이 호스트가 작고 어두워서 볼 수 없었지만 Webb의 적외선 기능으로 이를 잠글 수 있었습니다.
위치를 파악한 후 천문학자들은 호스트가 대부분의 FRB가 위치한 성숙한 대형 은하가 아니라 빠르게 별을 형성하고 있는 질량이 작고 금속이 부족한 왜소 은하와 같지 않다는 것을 발견했습니다. 이러한 유형의 환경은 젊고 별 생성에 활발하며, 이는 "마그네타의 기원"을 더욱 뒷받침합니다. 거대한 별이 초신성이 된 후 짧은 시간에 폭발할 수 있는 강력한 자기장을 가진 중성자별이 남습니다. 합병이 오래된 중성자별에 의존한다면 일반적으로 진화 시간이 더 길어지므로 이 작은 은하에는 적합하지 않습니다. 이를 바탕으로 팀은 멀리 떨어진 FRB 중 적어도 일부가 젊은 마그네타에서 나올 수 있다고 믿습니다.
이 결과의 핵심은 무선 신호가 이온화된 가스가 '돌진'하는 동안 이온화 가스와 '상호작용'한다는 것입니다. 지구에 도달하는 서로 다른 주파수 사이에는 약간의 시간 차이가 있으며, 이는 중간에 숨겨진 물질을 추론하는 데 사용될 수 있습니다. 은하 사이에는 평소에는 거의 눈에 보이지 않는 얇은 가스와 우주그물 구조가 대량으로 존재하지만, FRB는 손전등처럼 시선 전체를 비춘다. 이 신호는 거리 기록을 깨뜨렸을 뿐만 아니라 초기 우주의 물질, 자기장 및 은하간 매체의 분포를 매핑하기 위한 새로운 샘플을 제공했습니다.
연구팀은 다음 단계는 보다 민감한 무선 배열을 사용하여 웹 망원경의 적외선 장비를 중첩하여 우주 초기에 그리고 1세대 별에 더 가까운 신호를 계속 찾는 것이라고 밝혔습니다.
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