우주 극초기의 별을 관측하다

[白山]

우주 극초기의 별을 관측하다

(An artist's rendition of the very first stars to appear in the Universe, about 180 million years after the

Big Bang(Credit: N.R.Fuller, National Science Foundation))

(Astronomers from MIT and ASU have detected faint radio signals coming from

the Cosmic Dawn – the time when the first stars began to flicker on(Credit: CSIRO Australia))

(A timeline of the history of the Universe, with the first stars arising about 180 million years

after the Big Bang(Credit: N.R.Fuller, National Science Foundation))

과학자들이 빅뱅 후 1억8000만년 정도에 별이 생성되었다는 증거를 발견했습니다.

물론 별 자체를 관측하는 일은 불가능하고 오랜 연구 끝에 그 간접적 증거를 찾아낸 것입니다.

MIT와 애리조나 주립대학의 연구팀은 우주 초기 생성된 별의 증거를 찾기 위해 매우 새로운 접근 방식을

시도했습니다. 이들은 별 자체를 관측하는 대신 별이 생성되면서 생긴 수소의 흡수 파장을 조사했습니다. 

 초기 우주에는 차가운 수소 가스가 점차 뭉쳐서 미래의 은하와 별이 될 준비를 하고 있었습니다.

이런 차가운 가스 속에서 별이 탄생하면 여기서 나온 자외선이 주변 수소 가스의 온도를 높이면서 전파를 내놓게

되는 데 이를 관측하는 것입니다.

이 파장은 1.4GHz 영역이지만 도플러 효과에 의해서 지구에 도착할 때는 100MHz로 길어지게 됩니다. 

 문제는 이 전파의 세기가 너무 약해 관측이 어렵다는 것입니다.

사실 관측이 불가능할 것이라는 주장도 있었습니다. 연구팀은 여기에 굴하지 않고 호주의 사막 한 가운데 

Experiment to Detect Global Epoch-of-Reionization Signature (EDGES)라는 관측 장비를 설치했습니다.

사실 기기 자체는 크지 않은데, 별 하나를 관측하는 것이 아니라 당시 우주에서 동시다발적으로 생성된 별의

증거를 찾는 것이기 때문에 크기보다는 정밀도의 문제라고 할 수 있습니다. 

(동영상) 

100-200MHz 대역폭 관측은 아무것도 얻어낼 수 없었으나 50-100MHz 관측에서는 결정적인 정보가

얻어졌습니다. 78MHz 영역에서 신호를 잡는데 성공한 것입니다.

흥미로운 사실은 신호의 크기를 해석한 결과 당시 초기 우주의 온도가 생각보다 더 낮은 -270° C라는 점입니다. 

 이 연구 결과는 앞으로 추가 연구를 통해서 검증을 거쳐야 할 것입니다.

하지만 아마도 우주의 매우 초기 부터 별이 생성되었을 것이라는 가정은 충분히 가능합니다.

앞으로 후속 연구를 거쳐 우주를 밝힌 최초의 별빛이 언제 생성되었는지에 대한 정보가 얻어질 것으로

기대합니다. 

참고 

https://newatlas.com/earliest-hydrogen-signal-first-stars/53596/

https://www.nature.com/articles/doi:10.1038/nature25792

[연꽃사랑]

안녕하세요 복수초꽃은 장수를 뜻하며
봄소식을 전하는 꽃으로 통한답니다
복수초의 봄의 좋은 기운과함께
복된새봄 맞이하시길 바랍니다 ~^&^~