오사카 수도 대학의 과학자들은 스바루 망원경을 사용하여 전례 없는 선명도로 우주선 배열을 관찰했습니다. 이 새로운 방법은 암흑 물질에 대한 통찰력을 포함하여 우주에 대한 주요 발견으로 이어질 수 있습니다. SubaruHyperSuprime-Cam은 전례 없는 정밀도로 우주선의 대규모 에어 샤워를 관찰했습니다.
욕실의 샤워는 우리에게 편안함을 가져다 주고, 우주에서 오는 샤워는 천체 물리학자들에게 즐거움을 선사합니다. 오사카 수도대학교의 과학자들은 자신들의 새로운 방법을 사용하여 전례 없는 정밀도로 대규모 우주선의 흐름을 관찰함으로써 우주에서 가장 활동적인 입자에 대한 이해의 새로운 문을 열었습니다.
고에너지 우주선이 지구 대기와 충돌하면 광범위한 비라고 알려진 대량의 입자가 생성됩니다. 후지이 도시히로 부교수와 오사카 메트로폴리탄 대학 대학원생 프레이저 브래드필드, 이론 물리학 난부 요이치로 연구소가 이끄는 연구팀은 하와이 마우나 케아 화산 꼭대기의 스바루 망원경에 설치된 원래 초점 광시야 카메라가 이러한 대규모 기류를 매우 높은 해상도로 포착할 수 있다는 것을 발견했습니다.
스바루 망원경이 기록한 광범위한 우주 광선 소나기의 예. 강조 표시된 궤적은 대부분 비슷한 방향으로 정렬되어 있으며, 고에너지 우주선에 의해 유도된 가스 비 입자를 보여줍니다. 출처: 일본 국립천문대, HyperSuprime-Cam(HSC) 협력 그룹
스바루 망원경은 관측 천문학을 위해 설계되었습니다. 우주선은 관측 이미지에 "궤적"으로 나타나 대상 별이나 은하를 가리며 일반적인 천문 데이터 처리 방법에서는 노이즈로 처리됩니다. 그러나 연구팀의 연구가 주목하는 것은 바로 이 '소음'이다. 연구팀은 2014년부터 2020년까지 촬영된 약 17,000장의 이미지를 분석하여 다량의 공기 흐름이 포함된 13개의 이미지를 식별했습니다. 이미지는 평소보다 훨씬 더 많은 수의 입자 궤적을 보여줍니다.
후지이 교수는 "기존의 관측 방법으로는 대규모 가스 샤워를 구성하는 입자의 종류를 구별하는 데 어려움이 있었습니다. 우리의 방법을 사용하면 개별 입자의 특성을 결정할 수 있습니다."라고 설명합니다. 그는 "또한 우리의 방법을 전통적인 방법과 결합함으로써 대규모 가스 흐름에 대한 이해를 심화할 수 있기를 희망합니다. 이 기술을 통해 암흑 물질이나 다른 이국적인 입자를 검색할 수 있으며 우주가 물질 지배 시대로 전환되는 과정에 대한 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.
이들의 연구 결과는 2023년 10월 12일 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재될 예정입니다.