은하수 중심에서 '희귀하고 수수께끼 같은' 구조물, 획기적인 ALMA 지도로 공개

대한민국 - 이크바리 뉴스 통신사

은하수 중심에서 '희귀하고 수수께끼 같은' 구조물, 획기적인 ALMA 지도로 공개

기념비적인 천문학적 성과로, 칠레에 있는 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열(ALMA) 망원경을 활용한 과학자들이 은하수 혼란스러운 중심의 가장 상세한 지도를 만들었습니다. 은하 중심의 초거대 블랙홀 주변 650광년을 아우르는 이 획기적인 관측은 현재의 설명을 거부하는 '희귀하고 수수께끼 같은' 구조물을 드러내어, 빅뱅 직후 존재했던 극한 조건에 대한 비할 데 없는 통찰력을 제공합니다.

궁수자리에 깊숙이 자리 잡고 중앙 분자 구역(CMZ)으로 알려진 이 격동적인 지역은 밀집된 분자 가스 구름이 특징입니다. 연구자들은 CMZ의 밀집되고 혼란스러운 환경이 우주에서 가장 초기 은하들의 조건을 밀접하게 반영한다고 믿습니다. 새로운 지도는 2013년 ALMA가 운영을 시작한 이래로 제작된 가장 큰 이미지로, 보름달 세 개의 너비에 해당하는 하늘 영역을 포괄합니다. 이 초고해상도 관점은 초음속 가스의 거대한 구름부터 은하 중심 주위를 믿을 수 없는 속도로 회전하는 개별 별까지 모든 것을 연구할 수 있게 합니다.

유럽 남방 천문대(ESO)의 천문학자이자 연구팀의 핵심 구성원인 애슐리 반스는 이번 발견의 중요성을 강조했습니다. 반스는 "이곳은 우리의 눈에는 보이지 않지만 이제는 비범한 세부 사항으로 드러난 극단의 장소입니다."라고 말했습니다. 그녀는 이 지역에 더욱 강력한 망원경이 건설 중임을 덧붙이며, "여러 면에서 이것은 단지 시작에 불과합니다."라고 언급했습니다. CMZ 내 가스의 움직임, 속도 및 화학적 조성을 면밀히 분석함으로써 과학자들은 은하수와 초기 우주를 채웠던 고대 은하의 진화를 촉진한 혹독한 환경에 대한 심오한 이해를 얻는 것을 목표로 합니다.

초거대 블랙홀 궁수자리 A* 주변의 활동 소용돌이인 CMZ는 충돌하는 가스 구름, 초음속 가스 고속도로, 그리고 빠르게 성장하고 일찍 소멸하는 과잉 활동성 별들의 광대한 집합체입니다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에 따르면, 이 지역은 우리 은하의 밀집된 가스 중 약 80%를 보유하고 있어 은하수에서 가장 뜨겁고 밀집하며 가장 격동적인 지역입니다. 분자 가스의 격동적인 흐름은 역설적으로 CMZ의 일부 지역에서 별 형성을 과도하게 촉진하는 반면, 다른 지역은 설명할 수 없을 정도로 황량하게 남겨둡니다. 과학자들은 CMZ를 통한 물질의 움직임을 조절하는 이러한 대규모 과정이 개별 별과 가스 구름과 같은 소규모 현상의 진화를 어떻게 결정하는지 밝히고자 합니다.

이러한 조사를 더욱 심화하기 위해 전 세계 70개 기관의 160명 이상의 과학자를 통합하는 ALMA CMZ 탐사 조사(ACES)가 시작되었습니다. 권위 있는 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 저널에 게재가 승인된 5편의 논문에 상세히 기술된 그들의 예비 연구 결과는 향후 몇 년 동안 은하 중심에 대한 우리의 이해에 혁명을 가져올 것을 약속합니다. ACES 팀은 CMZ에서 가스에 의해 방출되는 빛의 다양한 파장을 연구함으로써 일산화규소와 같은 단순한 분자뿐만 아니라 에탄올과 메탄올과 같은 복잡한 유기 화합물을 포함하여 70가지 이상의 분자 유형을 식별했다고 보고했습니다.

이미지의 특정 영역으로 확대할 수 있는 능력은 팀이 대규모 가스 구름 충돌 중에 방출되는 충격파와 같은 특정 과정이 CMZ의 다른 영역에서 열, 움직임 및 화학적 조성에 어떻게 영향을 미치는지 관찰할 수 있게 했습니다. 이 포괄적인 데이터는 CMZ의 3차원 지도를 구축하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 이는 그 하부 구조 간의 상호 연결성을 밝히고 물질의 대규모 흐름이 별 형성 및 파괴로 이어지는 방식을 명확히 할 것입니다.

ACES 팀 리더이자 리버풀 존 무어스 대학교 천체물리학 교수인 스티븐 롱모어는 이 지역의 극적인 특성을 강조했습니다. 롱모어는 "CMZ는 우리 은하에서 알려진 가장 거대한 별들 중 일부를 품고 있으며, 이들 중 다수는 빠르게 살고 일찍 죽어 강력한 초신성 폭발, 심지어 극초신성 폭발로 생을 마감합니다."라고 말했습니다. 예비 발견 중에는 밀리미터 초광대역선 천체(MUBLO)라고 불리는 특이한 이상 현상도 있습니다. 이 작고 먼지투성이의 천체는 밀리미터 파장에서만 감지되며, X선, 적외선 및 전파 망원경에는 보이지 않습니다.

빠르게 움직이는 가스로 가득 찬 MUBLO는 은하 중심에 있을 것으로 예상되는 활동적인 어린 별들과 유사한 특성을 보입니다. 그러나 그 독특한 특성은 우주에 알려진 다른 어떤 구조와도 일치하지 않습니다. MUBLO와 같은 이상 현상을 깊이 파고들고 CMZ의 더 넓은 구조 내에서 이들이 어떻게 통합되는지 이해하는 것은 직접 관측하기에는 너무 멀리 떨어져 있는 고대 우주의 극한 환경을 이해하는 새로운 길을 열 수 있습니다.

롱모어는 "CMZ에서 별들이 어떻게 태어나는지 연구함으로써 우리는 은하들이 어떻게 성장하고 진화했는지에 대한 더 명확한 그림을 얻을 수 있습니다. 우리는 이 지역이 별들이 혼란스럽고 극한 환경에서 형성되었던 초기 우주의 은하들과 많은 특징을 공유한다고 믿습니다."라고 결론지었습니다.

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