가장 작은 마이크로퀘이사의 숨겨진 힘
연구자들은 저질량 별을 포함한 마이크로퀘이사조차도 효율적인 입자 가속기라는 증거를 처음으로 발견했는데, 이는 우주에 존재하는 감마선의 풍부함을 해석하는 데 큰 영향을 미칠 것이다.
우리의 고향 행성은 항상 외계에서 온 입자로 폭격을 받고 있습니다. 그리고 우리는 주로 밤하늘에 매혹적인 유성을 만들어내는 태양계 내부에서 유래한 암석 운석에 익숙하지만, 과학자들이 우주의 본질을 이해하는 데 도움이 되는 것은 가장 작은 입자입니다. 성간 공간과 그 너머에서 도착하는 전자나 양성자와 같은 아원자 입자는 우주에서 알려진 가장 빠른 입자 중 하나이며 우주선이라고 합니다.
이러한 우주 입자 중 가장 강력한 입자의 기원과 가속 메커니즘은 천체물리학에서 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있습니다.
블랙홀에서 발사된 빠르게 움직이는 물질 유출(또는 "제트")은 입자 가속에 이상적인 장소가 될 수 있지만 가속 과정이 어떻게 그리고 어떤 조건에서 발생할 수 있는지에 대한 세부 사항은 불분명합니다.
우리 은하 내부의 가장 강력한 제트는 마이크로퀘이사에서 발생합니다. 마이크로퀘이사는 항성 질량 블랙홀과 "일반" 별로 구성된 시스템입니다. 이 쌍은 서로를 공전하고, 충분히 가까워지면 블랙홀은 천천히 동반자를 삼키기 시작합니다. 그 결과 블랙홀 근처 영역에서 제트가 발사됩니다.
지난 몇 년 동안 마이크로퀘이사 제트가 효율적인 입자 가속기라는 증거가 점점 더 많아지고 있습니다. 그러나 이들이 그룹으로 은하계의 우주선 총량에 얼마나 기여하는지는 불분명합니다. 이 질문에 대한 답은 모든 마이크로퀘이사가 입자를 가속할 수 있는지, 아니면 운이 좋은 소수만이 가속할 수 있는지 이해하는 것이 필요합니다.
마이크로퀘이사는 일반적으로 시스템 내 별의 질량에 따라 "저질량" 또는 "고질량" 시스템으로 분류되며, 저질량 시스템이 훨씬 더 풍부합니다. 그러나 지금까지 입자 가속의 증거는 고질량 시스템에서만 발견되었습니다. 예를 들어, 최근 은하계에서 가장 강력한 입자 가속기 중 하나로 밝혀진 마이크로퀘이사 SS 433에는 태양의 약 10배 질량의 별이 포함되어 있습니다.
결과적으로 일반적으로 저질량 마이크로퀘이사는 감마선을 생성할 만큼 강력하지 않다고 믿어졌습니다. 독일 하이델베르크에 있는 막스 플랑크 케른물리학 연구소(MPIK)의 로라 올리베라-니에토 박사와 이탈리아 트리에스테 대학교의 기예름 마르티-데베사 박사는 이제 이 패러다임을 뒤흔드는 발견을 했습니다.
그들은 NASA의 페르미 위성에 탑재된 대형 영역 망원경 감지기에서 16년간의 데이터를 사용하여 태양보다 작은 별을 가진 마이크로퀘이사인 GRS 1915+105의 위치와 일치하는 희미한 감마선 신호를 밝혀냈습니다.
감마선 신호는 10GeV보다 높은 에너지를 갖는 것으로 측정되었으며, 이는 이 시스템이 입자를 훨씬 더 높은 에너지로 가속할 수 있음을 나타냅니다.
관찰 결과는 양성자가 제트기에서 가속된 후 탈출하여 근처 가스와 상호 작용하여 감마선 광자를 생성하는 시나리오를 지지합니다. Astrophysical Journal Letters 에 게재된 논문에서 그들은 또한 일본의 노베야마 45미터 전파 망원경의 데이터를 사용하는데, 이는 이 시나리오에 대한 소스 주변에 충분한 가스 물질이 있음을 나타냅니다.
이 결과는 저질량 별을 품은 마이크로퀘이사조차도 입자 가속이 가능하다는 것을 보여줍니다. 이것이 가장 많은 종류이기 때문에 이 발견은 우리 은하의 우주선 함량에 대한 마이크로퀘이사의 추정 기여도에 상당한 의미를 갖습니다.
그러나 일부 시스템은 입자를 효율적으로 가속하지만 모든 시스템은 그렇지 않은 이유를 더욱 좁히려면 더 많은 탐지와 다중 파장 연구가 필요할 것입니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250129121348.htm
댓글 없음
아름다운 덧글로 인터넷문화를 선도해 주세요