망원경 배열 실험에서 처음으로 초고에너지 우주선을 발견했는데, 이는 우주의 공허를 가리키며 우주선의 기원과 고에너지 물리학에 관한 현재 이론에 도전하기 때문에 그 기원에 대한 의문을 제기합니다. 망원경 배열 실험에 참여한 연구원들은 특별한 에너지를 지닌 우주선을 발견했다고 발표했습니다.
이 입자는 은하수 외부에서 발생하며 전자볼트(EeV) 240옹스트롬 이상의 놀라운 에너지를 가지고 있습니다. 이 중요한 발견에도 불구하고, 도착 방향이 알려진 천문학적 실체를 가리키지 않기 때문에 정확한 기원은 아직 파악하기 어렵습니다.
우주선(Cosmic Rays)은 우주에서 나오는 아원자 전하 입자이며, 그 중 초고에너지 우주선(UHECR)은 드물고 매우 강력한 유형입니다. 초고에너지 우주선의 에너지는 1EeV를 넘어 인간이 만든 입자가속기 에너지의 약 100만배에 달한다. 이는 블랙홀, 감마선 폭발, 활성 은하핵과 관련된 현상과 같이 우주에서 가장 에너지가 풍부한 현상에서 비롯된 것으로 생각됩니다. 그러나 정확한 물리학 및 가속 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 이러한 고에너지 우주선의 빈도는 매우 낮아서(100년마다 평방 킬로미터당 입자 1개 미만으로 추정) 탐지가 드물고 수집 영역이 넓은 도구가 필요합니다.
망원경 배열의 독특한 발견
2021년 5월 27일, 유효 감지 면적이 700평방킬로미터에 달하는 유타주에 위치한 대규모 표면 감지기 어레이인 '망원경 어레이'(TA) 실험에서 약 244EeV의 에너지를 갖는 초고주파 전자기 펄스를 감지하는데 성공했는데, 이는 획기적인 의미를 지닌다.
연구진은 입자의 극도로 높은 에너지를 고려할 때 전경 자기장에 의해 상대적으로 약간만 편향되어야 하며 따라서 입자의 도착 방향은 소스와 더 밀접하게 관련되어야 한다고 지적했습니다. 그러나 결과는 그 도착 방향이 명백한 근원 은하나 UHECR의 잠재적 원천으로 생각되는 다른 알려진 물체를 드러내지 않는다는 것을 보여줍니다.
대신, 그 도착 방향은 은하계가 거의 없는 지역인 우주의 대규모 구조에 있는 구멍을 가리킵니다. 과학자들은 이것이 은하계 자기장 모델에 의해 예측된 것보다 훨씬 더 큰 자기 편향, 은하외 이웃의 알려지지 않은 소스 또는 관련 고에너지 입자 물리학에 대한 불완전한 이해를 나타낼 수 있다고 믿습니다.
참고자료:
DOI:10.1126/science.abo5095
컴파일된 소스:
사이테크데일리