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Aug 09, 2023

'10대' 우주의 은하계가 처음으로 물 지도를 공개하다

은하 J1135는 120억 광년 떨어져 있으며 빅뱅 이후 20억 년이 채 지나지 않은 것으로 보인다. 처음으로 과학자들이 물 지도를 개발했습니다.

은하 J1135는 120억 광년 떨어져 있으며 빅뱅 이후 20억 년이 채 지나지 않은 것으로 보인다.

처음으로 과학자들은 138억 년 된 우주가 우주의 10대 시절에 존재했던 은하계의 물 분포 지도를 개발하는 데 성공했습니다.

J1135로 명명된 이 은하는 지구로부터 약 120억 광년 떨어진 곳에 위치해 있으므로 빅뱅 이후 20억 년이 채 안 된 것으로 보인다.

GOThA(은하 관측 및 이론 천체 물리학) 팀이 수행한 SISSA(Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) 연구의 일환으로 제작된 J1135의 물 지도는 이전에 볼 수 없었던 초기 우주 은하의 역학을 밝힐 수 있는 전례 없는 해상도를 가지고 있습니다. .

물은 생명에 필수적인 요소이지만, 우주 전역에 존재하는 물의 존재는 거주 가능한 지역을 찾는 것 이상의 목적을 가지고 있습니다. 과학자들은 은하계 전반에 걸친 물의 분포를 이용하여 그 안에서 일어나는 특정 과정에 대한 우주적 이야기를 전달할 수 있습니다. 물이 얼음에서 증기로 상태를 변화시키면서 별, 심지어 블랙홀이 탄생하는 곳에서 에너지가 증가한 영역을 나타내기 때문입니다. 간단히 말해서, 이는 은하계의 특정 지역에서 수증기가 발견된다는 것을 의미하며 그곳에서 매우 중요한 일이 일어나고 있음을 나타냅니다.

이번 연구의 주저자이자 SISSA 연구원인 프란체스카 페로타(Francesca Perrotta)는 성명에서 “물은 지구뿐만 아니라 우주 어디에서나 다른 주에서 발견될 수 있다”고 말했다. "예를 들어 얼음 형태의 물은 소위 분자 구름, 즉 별이 탄생하는 먼지와 가스의 밀집된 지역에서 발견될 수 있습니다."

Perrotta는 "물은 망토처럼 작용합니다"라고 말하면서 "분자 구름의 구성 요소와 우주에서 분자 형성의 주요 촉매제를 형성하는 성간 먼지 알갱이의 표면을 덮고 있습니다"라고 말했습니다. 관련: James Webb 우주 망원경은 슈퍼에서 물을 발견합니다. -뜨거운 외계 행성의 대기

Perrotta는 또한 열을 방출하는 별 탄생이나 에너지를 방출하는 주변 물질을 포식하기 시작하는 블랙홀과 같이 이러한 분자 구름의 고요함과 차가움을 깨뜨릴 때가 있다고 설명했습니다.

이러한 파괴적인 소스에서 나오는 방사선은 얼어붙은 물을 가열하여 승화라는 과정에서 수증기라고도 불리는 기체 형태로 곧바로 변환시킵니다. 그런 다음 이 수증기가 냉각되면서 천문학자들이 관찰할 수 있는 적외선을 방출합니다.

Perrotta는 "천체물리학자들은 이 수증기 방출을 관찰하여 에너지가 생성되는 은하계 영역을 지도화할 수 있으며, 이는 은하계가 어떻게 형성되는지에 대한 전례 없는 통찰력을 제공합니다."라고 말했습니다.

이러한 방출 데이터는 이산화탄소와 같은 특정 분자의 매핑과 결합되어 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 결합되는지에 대해 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다.

그러나 J1135와 같은 초기 은하를 관찰하는 것은 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 처음 예측된 '중력 렌즈 현상'의 도움 없이는 불가능합니다.

아인슈타인의 1915년 일반 상대성 이론은 기본적으로 시간을 더 높은 차원에서 유형으로 가정할 때 질량을 가진 물체가 공간과 시간의 구조 자체에 뒤틀림 효과를 갖는다고 예측합니다. 이는 늘어난 고무 시트에 구형 추를 배치하여 직물에 찌그러짐을 일으키는 2D 비유와 유사합니다. 질량이 더 큰 무게가 시트를 더 심하게 휘게 하는 것처럼, 질량이 더 큰 우주 물체는 시공간을 더 심하게 휘게 합니다. 단, 현실적으로는 4차원에서는 시간 비트 때문에 시공간 뒤틀림이 발생합니다.

그 곡률은 우리가 중력이라고 알고 있는 것을 발생시킬 뿐만 아니라 빛과 관련된 정말 흥미로운 현상도 발생시킵니다.

배경 광원(예: 고대 별)의 빛이 해당 배경 광원과 지구 사이의 거대한 은하에 의해 생성된 시공간 곡률을 통과할 때, 중간 물체를 통과하는 빛의 경로 곡선은 워프에 얼마나 가까운지에 따라 달라집니다. 이는 궁극적으로 동일한 물체의 빛이 서로 다른 시간에 망원경에 도달할 수 있음을 의미합니다.