우주가 우리에게 완전히 새로운 것을 던지는 경우는 흔하지 않지만, 2019년에 천문학자들은 이상한 전파원(ORC)이라고 부르는 완전히 알려지지 않은 현상을 발견했습니다. 이제 더 많은 데이터를 통해 이러한 희귀 물체가 어떻게 형성되는지 밝혀질 수 있습니다.
ORC에 대해 알아야 할 것은 이름뿐입니다. ORC는 무선 방사체의 둥근 클러스터이며 형성 이유가 불분명하기 때문에 이상합니다. 처음 몇 개의 물체는 ASKAP(Australian Square Kilometer Array Pathfinder) 전파 망원경의 데이터에서 발견되었으며, 처음에는 그것이 은하계 내의 작은 물체인지 아니면 더 멀리 있는 거대한 물체인지 불분명했습니다.
ORC는 매우 희미하고 적외선 및 광학 파장에 보이지 않아 연구하기 어렵지만 2022년에 등장하는 더 많은 정보가 ORC의 신원을 확인하는 데 도움이 되기 시작했습니다. 후자의 시나리오는 사실로 밝혀졌습니다. ORC는 거대하고 너비가 수백만 광년에 달하며 특정 은하계에 중심을 두고 있습니다. 이것이 그들을 이해하는 열쇠가 될 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이 새로운 연구에서 천문학자들은 ORC를 "스타버스트(Starburst)" 은하와 연결하는 거의 문자 그대로의 철갑 증거를 발견했습니다.
이번 연구의 제1저자인 앨리슨 코일(Alison Coil)은 "이 은하들은 매우 흥미롭습니다. 두 개의 큰 은하가 충돌할 때 나타납니다. 합병으로 인해 모든 가스가 매우 작은 영역으로 밀려나고 격렬한 별 형성이 발생합니다. 거대한 별은 빠르게 연소되고 죽을 때 유출풍의 형태로 가스를 방출합니다."라고 말했습니다.
물론 별이 태어나면서 별도 죽기 때문에 이 은하들은 일정 기간에 걸쳐 동시에 많은 수의 초신성을 경험하게 될 것입니다. 너무 많은 별들이 근처에서 동시에 폭발하고 있기 때문에, 그들이 방출하는 가스는 초당 2,000킬로미터(1,240마일)의 속도로 은하계 밖으로 흘러나오는 바람으로 가속됩니다. 팀은 ORC가 이 프로세스의 후반 단계일 수 있다고 의심합니다.
이를 알아내기 위해 그들은 광학 및 적외선을 사용하여 ORC 중심의 은하를 관찰했습니다. 당연히 그 중심에는 다량의 밝고 뜨거운 압축 가스가 있는 것처럼 보였습니다. 이 데이터를 바탕으로 그들은 은하계에 있는 별들의 나이는 약 60억년이고 미친 별 폭발의 시기는 약 10억년 전에 끝났다는 것을 알아냈습니다.
다음으로 팀은 은하계, 별, 주변 ORC의 특성을 계산하는 시뮬레이션을 실행했습니다. 그 결과 유출풍은 약 2억년 동안 불다가 멈춘 것으로 나타났다. 그런 다음 하나의 충격파가 파문을 일으키며 더 뜨거운 가스를 더 멀리 밀어내어 무선 루프를 만들고, 또 다른 충격파는 반대 방향으로 이동하여 더 차가운 가스를 은하계로 다시 밀어냅니다. 전체 과정은 약 7억 5천만년이 걸렸으며, 이는 구조의 나이에 대한 원래 추정과 일치한다고 팀은 말했습니다.
"이를 달성하려면 높은 질량 유출 속도가 필요합니다. 즉, 많은 물질을 매우 빠르게 배출한다는 의미입니다."라고 Cole은 말했습니다. "은하 외부의 주변 가스 밀도는 매우 낮아야 합니다. 그렇지 않으면 충격이 정체될 것입니다. 이것이 두 가지 핵심 요소입니다. 우리가 연구하고 있는 은하계는 모두 이러한 높은 질량 유출 속도를 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 그런 경우는 드물지만 존재합니다. 저는 이것이 ORC가 일종의 유출 은하풍에서 유래했다는 것을 암시한다고 생각합니다."
그러면 이 라디오 서클은 더 이상 이상하게 보이지 않을 수도 있습니다. 그러나 팀은 우리가 그들에 대해 아직 배울 것이 많고 일반적으로 은하계에 관해 우리에게 가르칠 수 있다고 말합니다.
"그들은 또한 우리가 은하 진화에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 될 수 있습니다. 모든 거대한 은하가 ORC 단계를 거치나요? 나선 은하가 별 형성을 멈 추면 타원 은하로 변합니까? ORC에서 ORC에 대해 많은 것을 배울 수 있다고 생각합니다"라고 Cole은 말했습니다. "그동안 우리는 우주 깊은 곳에서 우주 퍼즐의 다음 조각이 나타나기를 기대하고 있습니다."
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.