IceCube 중성미자는 활성 은하의 내부 깊이를 처음으로 엿볼 수 있습니다.

국제 과학자 팀은 처음으로 고래자리의 활동 은하이자 현재까지 가장 친숙하고 잘 연구된 은하 중 하나인 Messier 77로도 알려진 NGC 1068에서 고에너지 중성미자 방출의 증거를 발견했습니다. 1780년에 처음 발견된 이 은하는 우리로부터 4,700만 광년 떨어져 있으며 큰 쌍안경으로 관찰할 수 있습니다. 내일(2022년 11월 4일) 결과 발표 과학전 세계의 전문가, 언론인 및 과학자가 모인 온라인 과학 웨비나에서 오늘 공유되었습니다.

이 탐지는 남극 근처 남극 표면 아래 1.5~2.5km 깊이에 있는 10억 톤의 계측 얼음을 포함하는 거대한 중성미자 망원경인 국립과학재단(National Science Foundation)의 지원을 받는 아이스큐브 중성미자 천문대(IceCube Neutrino Observatory)에서 이루어졌습니다. 중성미자를 사용하여 우리 우주의 가장 먼 곳을 탐사하는 이 독특한 망원경은 2018년에 고에너지 천체 물리학 중성미자 소스의 첫 번째 관측을 보고했습니다. 소스 TXS 0506+056은 오리온의 왼쪽 어깨에 위치한 알려진 블레이저입니다. 별자리와 40억 광년 떨어져 있습니다.

위스콘신-매디슨 대학의 물리학 교수이자 IceCube의 수석 연구원인 Francis Halzen은 “하나의 중성미자가 원인을 찾아낼 수 있습니다. 그러나 다중 중성미자를 사용한 관찰만이 가장 에너지가 넘치는 우주 물체의 가려진 핵심을 드러낼 것입니다.”라고 말했습니다. 그는 “IceCube는 NGC 1068에서 약 80개의 테라전자볼트 에너지 중성미자를 축적했는데, 이는 아직 우리의 모든 질문에 답하기에는 충분하지 않지만 중성미자 천문학의 실현을 향한 다음 단계인 것은 분명합니다.”라고 덧붙였습니다.

빛과 달리 중성미자는 우주의 극도로 조밀한 환경에서 대량으로 탈출하여 은하계 외 공간에 침투하는 물질과 전자기장의 방해 없이 지구에 도달할 수 있습니다. 과학자들은 60여 년 전에 중성미자 천문학을 상상했지만 중성미자와 물질 및 방사선의 약한 상호 작용으로 인해 중성미자를 탐지하기가 매우 어렵습니다. 중성미자는 우주에서 가장 극단적인 물체의 작동에 대한 우리의 질문에 핵심이 될 수 있습니다.

NSF의 물리학과 책임자인 Denise Caldwell은 “우리가 살고 있는 우주에 대한 이러한 광범위한 질문에 답하는 것이 미국 국립과학재단의 주요 초점입니다.”라고 말했습니다.

우리 은하인 우리 은하의 경우와 마찬가지로 NGC 1068은 막대 나선 은하로 팔이 느슨하게 감겨 있고 중앙 팽대부가 상대적으로 작습니다. 그러나 우리은하와 달리 NGC 1068은 대부분의 복사가 별에 의해 생성되지 않지만 물질이 우리 태양보다 수백만 배 더 무겁고 중심에 있는 비활성 블랙홀보다 훨씬 더 무거운 블랙홀로 떨어지기 때문에 생성되는 활성 은하입니다. 우리 은하의.

NGC 1068은 블랙홀이 위치한 중심 영역을 가리는 각도로 지구에서 본 활동은하(특히 세이퍼트 II형)입니다. Seyfert II 은하에서 핵 먼지의 원환체는 은하의 중심을 향해 천천히 안쪽으로 나선을 이루는 조밀한 가스와 입자 덩어리에 의해 생성되는 고에너지 복사의 대부분을 가립니다.

미시간 주립대학교의 박사후 연구원이자 주요 분석가 중 한 명인 한스 니더하우젠(Hans Niederhausen)은 “이 물체의 블랙홀 환경에 대한 최근 모델은 가스, 먼지 및 방사선이 그렇지 않으면 중성미자를 동반할 감마선을 차단해야 한다고 제안합니다.”라고 말했습니다. 종이. “NGC 1068의 핵에서 중성미자 탐지는 초거대질량 블랙홀 주변 환경에 대한 우리의 이해를 향상시킬 것입니다.”

NGC 1068은 독일 뮌헨 공과 대학(TUM)의 박사후 과정 동료이자 또 다른 주요 분석가인 테오 글라우흐에 따르면 미래의 중성미자 망원경의 표준 초가 될 수 있습니다.

“그것은 이미 천문학자들을 위해 매우 잘 연구된 대상이며 중성미자는 우리가 이 은하를 완전히 다른 방식으로 볼 수 있게 해줄 것입니다. 새로운 관점은 확실히 새로운 통찰력을 가져올 것입니다.”라고 Glauch는 말합니다.

이 발견은 2020년에 발표된 NGC 1068에 대한 이전 연구에 대한 상당한 개선을 의미한다고 조지아 공과대학의 물리학 교수이자 IceCube 협업의 대변인인 Ignacio Taboada에 따르면

“이 개선의 일부는 향상된 기술과 감지기 교정의 신중한 업데이트에서 비롯되었습니다.”라고 Taboada는 말합니다. “검출기 운영 및 보정 팀의 작업으로 NGC 1068을 정확하게 찾아내고 이 관찰을 가능하게 하는 더 나은 중성미자 방향 재구성이 가능했습니다. 이 소스를 해결하는 것은 IceCube 협업의 노력의 결과인 향상된 기술과 세련된 보정을 통해 가능했습니다.”

개선된 분석은 이미 작업 중인 우수한 중성미자 관측소로 가는 길을 가리킵니다.

독일의 Deutsches Elektronen-Synchrotron의 IceCube 공동 작업자이자 선임 과학자인 Marek Kowalski는 “이는 우리 분야의 미래에 좋은 소식입니다.”라고 말했습니다. “이는 더 민감한 차세대 검출기가 있으면 발견할 것이 많다는 것을 의미합니다. 미래의 IceCube-Gen2 관측소는 이러한 극도의 입자 가속기를 더 많이 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 훨씬 더 높은 에너지에서 연구를 허용할 것입니다. 마치 IceCube는 보물 창고로 가는 지도를 우리에게 건넸습니다.”

TXS 0506+056 및 NGC 1068의 중성미자 측정을 통해 IceCube는 우주선의 기원에 대한 세기의 질문에 답하는 데 한 걸음 더 다가섰습니다. 또한 이러한 결과는 우주에 아직 식별되지 않은 유사한 개체가 더 많을 수 있음을 의미합니다.

TUM의 물리학 교수이자 또 다른 주요 분석가인 Elisa Resconi는 “숨겨진 우주의 공개가 막 시작되었으며 중성미자는 천문학의 새로운 발견 시대를 이끌 예정입니다.”라고 말했습니다.

“몇 년 전 NSF는 광학 및 전파 천문학의 기존 능력을 중성미자 및 중력파와 같은 현상을 감지하고 측정하는 새로운 능력과 결합함으로써 우주에 대한 이해를 확장하기 위한 야심찬 프로젝트를 시작했습니다.”라고 Caldwell은 말합니다. “IceCube Neutrino Observatory가 이웃 은하를 중성미자의 우주적 근원으로 식별한 것은 이 새롭고 흥미로운 분야의 시작에 불과하며, 이는 거대한 블랙홀과 우주의 다른 근본적인 속성의 미발견된 힘에 대한 통찰력을 약속합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221103140750.htm