연방과학산업연구기구(CSIRO), 호주 국립과학기관, SKAO(Square Kilometer Array International Observatory)가 공동으로 현재까지 우주 자기장에 대한 가장 자세하고 최대 규모의 지도를 공개하여 원래 "보이지 않는" 우주 자기장 구조를 전례 없이 자세하게 제시했습니다. SPICE-RACS라고 불리는 새로운 지도는 이전의 모든 연구를 합친 것보다 5배 더 넓은 영역을 다루며 우주에서 에너지가 어떻게 분포되고 운송되는지 이해하는 데 중요한 이정표로 간주됩니다.

새로운 결과는 서호주의 Inyarrimanha Ilgari Bundara(ASKAP 운영 기지)에 있는 ASKAP 전파 망원경에 의존합니다. 이 시설은 CSIRO의 일부이며 ASKAP RACS(Rapid Continuous Survey)에서 무선 신호를 찾기 위해 하늘의 넓은 영역을 검색하는 일을 담당합니다. 이르면 2020년 초에 ASKAP는 당시 가장 크고 가장 빠른 무선 측량을 완료하여 이 자기장 매핑의 기반을 마련했습니다.

연구팀에 따르면 SPICE-RACS 맵은 빛이 자기장을 통과할 때 편광이 반전되는 물리적 원리를 기반으로 합니다. 과학자들은 우주의 모든 방향에서 전파되는 무선 신호의 회전 정도를 측정하고 이를 ASKAP에서 기록한 데이터와 결합함으로써 이러한 자기장의 위치와 강도를 추론할 수 있습니다. 프로젝트 리더 중 한 명이자 현재 SKAO의 의뢰 과학자인 알렉 톰슨(Alec Thomson) 박사는 연구자들이 수많은 먼 은하를 체계적으로 연구하면서 근처 성간 물질의 구조를 이렇게 대규모로 자세히 분석할 수 있었던 것은 이번이 처음이라고 말했습니다.

지도를 구축하기 위해 팀은 RACS 조사에서 발견된 거의 모든 은하의 데이터를 재처리했습니다. Thomson은 "우리는 RACS가 탐지한 모든 은하계(총 400만 개에 달함)에서 회전 측정값을 추출하고 ASKAP의 원시 데이터를 재처리하여 우주 자기장에 대한 보다 완전한 그림을 얻었습니다."라고 말했습니다. 그의 견해에 따르면 이는 은하수의 지역 환경에서 먼 우주에 이르기까지 자기 구조를 탐색하기 위한 전례 없는 샘플 크기를 제공합니다.

과학계에서는 자기장이 지구와 우주 환경을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 오랫동안 인식해 왔지만 직접적으로 관찰하는 것은 어려웠습니다. 예를 들어, 지구의 외부 지자기장을 보호하지 않으면 태양(태양풍)에서 나오는 고에너지 입자의 흐름으로 인해 지구의 거주 가능성이 크게 줄어들 것입니다. 그러나 중력이나 전자기 복사에 비해 인간은 여전히 ​​우주 규모 자기장의 기원과 진화에 대해 거의 알지 못하며 이는 주로 관찰 방법에 의해 제한됩니다.

SKAO의 수석 과학자인 나오미 맥클루어-그리피스(Naomi McClure-Griffiths) 교수는 지난 20년 동안 천문학계는 기본적으로 우주 자기장을 연구하기 위해 동일한 제한된 데이터 세트에 의존해 왔으며 이러한 데이터는 남쪽 하늘 전체를 포괄하지도 못한다고 지적했습니다. "이제 우리는 마침내 하늘을 더 완벽하게 관찰하면서 우주의 자기 구조에 관한 '큰 질문'에 답할 수 있게 되었습니다."라고 그녀는 말했습니다. SPICE-RACS를 통해 과학자들은 은하계 규모에서 마젤란운과 같은 이웃 은하계와 은하계의 상호 작용을 연구하고 자기장의 역할을 분석할 수 있습니다.

더 중요한 것은, 새로운 지도가 '우주 자기장은 언제 나타났는가?'라는 근본적인 질문에 답하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. McClure-Griffiths는 과거 연구자들은 이러한 문제를 관찰 방법으로는 해결이 거의 불가능하다고 믿었지만, 이제 고감도 대규모 양극화 조사가 등장하면서 "이러한 견해는 더 이상 사실이 아니다"라고 말했습니다. 서로 다른 시간과 서로 다른 거리에서 은하의 자기장 특성을 계산함으로써 연구자들은 우주 역사에서 자기장의 생성과 진화 궤적을 재구성할 수 있는 기회를 갖게 됩니다.

CSIRO는 데이터 공개와 함께 관련 데이터 세트를 공개 형식으로 전 세계 과학 연구자에게 제공할 예정입니다. 이 프로젝트에 참여한 CSIRO 천문학자 Tim Galvin은 이러한 리소스가 독립적인 연구를 위해서든 기존 결과를 복제하기 위해서든 모든 팀이 자유롭게 접근할 수 있을 것이라고 말했습니다. 그는 공개 데이터가 더 많은 연구팀이 새로운 과학적 문제를 탐구하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 과학 연구에서 '재현성'이라는 핵심 원칙을 강화하는 데에도 도움이 된다고 강조했습니다.

따라서 CSIRO의 데이터 포털 플랫폼은 전문 연구자뿐만 아니라 천문 및 과학 데이터에 관심이 있는 대중의 심층적인 탐구를 환영하는 중요한 과학 연구 인프라로 간주됩니다. Galvin은 현재 여러 연구팀이 이 프로젝트의 데이터를 연구하고 있으며 계속해서 새로운 결과를 생산하고 있으며 이는 이 리소스 라이브러리의 과학적 가치를 더욱 입증한다고 지적했습니다.

이번 작업에 참여하는 국제협력팀은 '우주자기편극조사(POSSUM)' 협력단으로, 다국적 연구기관으로 구성됐다. SPICE-RACS는 현재 이용 가능한 우주 자기장의 가장 포괄적인 지도 중 하나로 간주되지만, 팀은 이것이 더 대규모, 고정밀 관측을 위한 향후 계획의 출발점일 뿐임을 강조합니다. 평방 킬로미터 배열 망원경과 같은 차세대 무선 시설이 본격 가동됨에 따라 우주의 숨겨진 자기 구조에 대한 인류의 '지도'는 계속해서 확장되고 업데이트될 것으로 예상됩니다.

보도에 따르면 이번 연구 결과는 호주천문학회 출판물에 승인됐지만 아직 동료평가 과정은 완료되지 않은 것으로 알려졌다. 연구팀과 CSIRO는 보도 자료를 통해 앞으로도 데이터와 방법을 지속적으로 개선할 것이며, 전 세계 과학 연구 커뮤니티가 이를 기반으로 더 많은 질문과 설명을 제기하여 우주 자기장과 우주 진화에서 그 역할에 대한 인간의 이해를 심화시키기를 기대한다고 밝혔습니다.