갤럭시 J1135, 워터맵 공개

물은 생명에 필수적이지만 천체물리학자에게 물은 그 이상을 의미합니다. 연구원들은 블랙홀과 별이 형성되는 증가된 에너지 영역을 나타내는 중요한 지표로서 은하계의 물, 그 분포, 특히 얼음에서 증기로의 상태 변화를 살펴봅니다. 본질적으로 수증기가 있는 곳에서 중요한 일이 진행되고 있습니다.

새로운 SISSA 연구는 이제 120억 광년 떨어져 있고 빅뱅(이미 이전 SISSA 연구의 주제) 이후 18억 년 후 우주가 “십대”일 때 형성된 J1135 은하 내 물의 분포를 밝혀냈습니다. 전례 없는 해상도를 가진 이 수중 지도는 이렇게 먼 은하에서 처음으로 얻은 것으로 최근 “The Astrophysical Journal”에 발표된 연구의 주요 주제입니다. 이 연구의 저자는 이 지도가 J1135 내에서 일어나는 물리적 과정을 이해하는 데 도움이 될 수 있고 별, 블랙홀 및 은하 자체의 형성을 둘러싼 역학(여전히 부분적으로 불분명함)을 밝힐 수 있다고 설명합니다.

은하 연구: 물이 중요한 이유

SISSA의 GOThA(Galaxy Observational and Theoretical Astrophysics) 팀이 수행한 연구의 수석 저자인 Francesca Perrotta는 “물은 지구뿐만 아니라 우주 어디에서나 다른 상태에서 찾을 수 있습니다. 예를 들어 얼음 형태의 물은 소위 분자 구름, 먼지가 밀집한 지역 및 별이 태어난 가스에서 찾을 수 있습니다.”라고 설명합니다. “물은 망토처럼 작용하여 성간 먼지 알갱이의 표면을 덮습니다. 성간 먼지 알갱이는 이러한 분자 구름의 구성 요소와 우주에서 분자 형성의 주요 촉매를 형성합니다.” Perrotta 박사는 계속해서 다음과 같이 말했습니다. “때때로 무언가가 이러한 분자 구름의 고요함과 차가움을 깨뜨립니다. 즉, 열을 방출하는 별의 탄생 또는 물질을 모으기 시작하여 에너지를 방출하는 블랙홀입니다. 별 및 기타 소스의 복사는 얼음물을 가열하여 기체 상태로 승화시킬 수 있습니다. 수증기가 냉각되면 스펙트럼의 적외선 부분에서 빛을 방출합니다. 그런 다음 천체 물리학자는 이 수증기 방출을 관찰하여 에너지가 생성되는 은하계의 영역을 매핑할 수 있으며 전례 없는 통찰력을 제공합니다. 은하가 어떻게 형성되는지에 대해.” 이 정보는 일산화탄소(CO)와 같은 다른 분자의 매핑과 결합될 수 있으며 이러한 현상 연구에도 사용됩니다.

중력 렌즈 효과: 과학자들이 J1135를 연구한 방법

그렇게 젊고 먼 우주에서 은하계를 연구하는 것이 어떻게 가능합니까? 답은 지구에 더 가까운 큰 질량의 공간 물체 덕분에 멀리 떨어진 천체를 관찰할 수 있는 기술인 중력 렌즈 효과입니다. 일반 상대성 이론에 따르면, 이 전경 물체는 동일한 물체 뒤에 위치하지만 완벽하게 정렬된 광원에서 나오는 빛을 왜곡합니다. 마치 가장 먼 은하까지도 찾아내어 연구할 수 있게 해주는 거대한 우주 렌즈와 같습니다. Lensing은 J1135의 발견에 전념한 SISSA의 또 다른 최근 연구에서 핵심 요소였습니다.

은하가 형성되는 방식: 아직 밝혀야 할 것이 많습니다.

Perrotta 박사는 이 연구가 중요한 영역에서 우리의 지식을 확장하기 때문에 부분적으로 가치가 있다고 설명합니다. “은하가 어떻게 형성되는지는 아직 명확하지 않습니다. 반드시 대안이 아닌 적어도 두 가지 가능한 시나리오가 있습니다. 하나는 더 큰 은하를 만들기 위해 작은 은하의 집합을 보는 것이고 다른 하나는 제자리에서 별의 형성을 보는 것입니다. 우리와 같은 연구는 특히 그 은하에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하는 데 도움이 되지만 잠재적으로 그로부터 더 일반적인 정보를 추론할 수 있습니다.” 우주로 보내진 가장 큰 망원경인 제임스 웹 우주 망원경이 이미 수행한 것과 유사한 향후 관측은 J1135에 대한 추가 정보를 밝히고 분자의 보다 정확한 매핑으로 이어질 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230720124717.htm