9월 6일, 새로운 위성이 지구를 떠나 우주의 뜨거운 플라즈마 흐름의 움직임을 보여주었습니다. 그것이 반환하는 데이터는 블랙홀 근처의 물질과 에너지의 흐름과 우주의 원소 구성을 드러낼 것입니다. 일본의 다네가시마 우주 센터에서 발사된 XRISM(X선 이미징 및 분광학 임무) 위성은 전례 없는 정밀도로 X선 파장을 감지하여 은하단의 핵심을 들여다보고 블랙홀과 초신성이 어떻게 작동하는지 밝히고 우주의 원소 구성에 대해 알려줄 것입니다.
"크리즘"으로 발음되는 XRISM은 일본 항공우주 탐사국(JAXA)과 미국 항공 우주국(NASA) 간의 공동 임무이며 유럽 우주국(ESA)도 참여하고 있습니다.
XRISM은 X선 빛의 다양한 색상을 구별할 수 있는 독특한 능력을 갖고 있다는 점에서 기존 X선 망원경과 다릅니다. 이는 과학자들에게 풍부한 정보를 제공할 것입니다. 미세한 온도 변화에서도 X선을 감지할 수 있는 새로운 장비가 장착되어 있습니다. 철, 니켈, 산소, 규소 등 관찰 대상에 존재하는 화학 원소와 그 풍부함을 식별할 수 있습니다. XRISM은 가스 이동 속도도 읽을 수 있습니다.
시카고 대학의 천체 물리학자인 Irina Zhuravleva는 "XRISM을 통해 우리는 뜨겁고 에너지 넘치는 우주에 대한 새로운 이해를 갖게 될 것입니다. 우리는 별 폭발, 블랙홀과 모은하의 상호 작용, 은하단의 격렬한 합병을 전례 없이 자세하게 관찰할 것입니다. 그러나 가장 흥미로운 점은 새로운 임무에는 항상 예상치 못한 발견이 수반된다는 것입니다."라고 말했습니다.
극단적 현상 감지
엑스레이는 우주에서 가장 에너지가 넘치는 극한 현상 중 일부에 의해 생성됩니다. 이러한 현상에는 별 폭발, 초대질량 블랙홀 주변의 소용돌이 치는 물질, 중력에 의해 서로 묶인 수천 개의 은하를 포함하는 우주에서 가장 큰 물체인 은하단의 합병 등이 포함됩니다.
시카고 대학의 과학자들은 처음으로 관찰된 여러 개의 거대한 은하단과 그룹을 분석할 예정입니다. 가장 큰 질문 중 하나는 은하단 중심에 있는 초대질량 블랙홀과 관련이 있습니다. 과학자들은 이 블랙홀이 주변으로 에너지를 방출하여 별 형성 속도를 조절한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 이 블랙홀이 모은하와 정확히 어떻게 상호 작용하는지는 미스터리로 남아 있습니다.
"지금까지 우리는 '정적' 이미징 데이터를 통해 이러한 상호 작용의 물리학을 연구했습니다."라고 Clare Boothe Luce 천문학 및 천체 물리학 조교수인 Irina Zhuravleva가 설명합니다. "XRISM을 통해 우리는 초대질량 블랙홀에 의해 구동되는 가스의 속도를 측정하고 다양한 가스와 금속의 혼합을 연구할 것입니다."
은하단의 외부 영역에 대한 유사한 측정을 통해 우주에서 에너지가 어떻게 전달되는지도 밝혀질 것입니다.
또한 XRISM은 다양한 화학 원소의 풍부함과 은하 내부 및 외부의 금속 분포를 정확하게 측정하여 어떤 유형의 폭발하는 별이 현재 우주의 화학적 구성을 담당하는지 밝혀냅니다.
우주 연구의 새로운 개척
지구의 대기는 엑스선을 차단하기 때문에 이러한 관측은 우주에서 이루어져야 합니다. 우주에서 위성을 발사하고 모든 장비를 제어하는 것은 특별한 도전입니다. 유사한 위성을 발사하고 운영하려는 세 번의 이전 시도는 실패했습니다. 과학자들은 네 번째 발사가 성공하기를 바라고 있습니다.
XRISM 위성은 발사 후 모든 장비가 올해 말 관측 계획을 시작할 준비가 되었는지 확인하기 위해 테스트 및 보정될 예정입니다.
Zhuravleva는 "XRISM은 고해상도 X선 분광학의 새로운 시대를 열 것"이라고 말했습니다. "우리는 이 임무에 대해 매우 기대하고 있으며 매우 기대되는 데이터를 분석할 준비가 되어 있습니다."