NASA의 페르미(Fermi)가 발견한 놀라운 감마선 특징

천문학자들은 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경에서 13년간의 데이터를 분석하여 우리 은하계 외부의 놀라운 감마선 특징을 밝혀냈습니다.

팀이 발견한 감마선 신호는 비슷한 방향에 있으며 지금까지 발견된 가장 에너지가 넘치는 우주 입자 중 일부에 의해 생성된 설명할 수 없는 또 다른 특징과 거의 동일한 크기를 가지고 있습니다.

메릴랜드 대학교와 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 우주론자 알렉산더 카슬린스키(Alexander Kashlinsky)는 “이것은 완전히 우연한 발견입니다.”라고 말했습니다.

“우리는 우리가 찾고 있던 신호보다 하늘의 다른 부분에서 훨씬 더 강한 신호를 발견했습니다.”

그 결과를 기술한 논문이 에 게재되었다. 천체 물리학 저널 편지.

우주파의 배경과 관련된 감마선의 특성 탐색

팀은 우주에서 가장 오래된 빛인 우주 마이크로파 배경(CMB)과 관련된 감마선 특징을 찾고 있었습니다.

과학자들은 우주가 최초의 원자가 형성될 만큼 충분히 냉각되었을 때 CMB가 진화했다고 주장합니다. 이 사건은 처음으로 우주에 스며드는 빛의 폭발을 방출했습니다.

빛은 1965년 하늘 위의 희미한 마이크로파로 처음 감지되었습니다.

양극성 구조

1970년대에 천문학자들은 CMB가 NASA의 COBE 임무에 의해 매우 정밀하게 측정된 쌍극자 구조를 가지고 있음을 발견했습니다. CMB는 사자자리 방향으로 평균보다 더 많은 마이크로파를 가지고 약 0.12% 더 뜨겁습니다. 반대 방향에서는 평균보다 전자레인지가 적어서 똑같이 춥습니다.

CMB 내의 온도 변화를 연구하려면 신호를 제거해야 합니다. 천문학자들은 이 패턴을 초당 약 230마일의 속도로 CMB를 기준으로 하는 우리 태양계의 움직임의 결과로 간주합니다.

움직임으로 인해 쌍극자 신호가 모든 천체 물리학 소스의 빛에 나타나게 됩니다.

그러나 CMB 방사선만이 정확하게 측정되었습니다. 천문학자들은 쌍극자가 태양계의 움직임에 의해 발생한다는 생각을 확인하거나 이의를 제기하기 위해 다른 형태의 빛에서 이 패턴을 찾았습니다.

“이러한 측정은 CMB 쌍극자의 크기와 방향의 변화를 통해 초기 우주에서 발생했던 물리적 과정을 엿볼 수 있기 때문에 중요합니다. 잠재적으로 우주의 1조분의 1도 안 되는 시점으로 거슬러 올라갑니다. 두 번째.” 공동 저자이자 스페인 살라망카 대학의 이론 물리학 교수인 페르난도 아트리오 바란디야(Fernando Atrio Barandilla)는 말했습니다.

감마선의 쌍극자 찾기

팀은 감마선에서 관련 쌍극자 방출 패턴을 찾기 위해 페르미의 LAT에서 수년간의 데이터를 수집했습니다. 상대성 효과로 인해 감마선 쌍극자는 현재 감지된 CMB 크기의 최대 5배까지 증폭되어야 합니다.

천문학자들은 13년간 30억 전자 볼트 이상의 감마선 관측을 수집했습니다. 그들은 식별되고 식별된 모든 소스를 제거하고 감마선 배경을 분석하기 위해 우리 은하의 중심면을 제거했습니다.

“우리는 감마선 쌍극자를 발견했지만 그 정점은 CMB에서 멀리 떨어진 남쪽 하늘에 있으며 그 크기는 우리의 움직임에서 예상하는 것보다 10배 더 큽니다”라고 공동 저자이자 천체 물리학자인 Chris Schrader가 말했습니다. 워싱턴과 고다드에 있는 미국 가톨릭 대학교에서.

“비록 이것이 우리가 찾고 있던 것은 아니지만, 우리는 이것이 고에너지 우주선에 대해 보고된 유사한 특징과 관련이 있을 수 있다고 의심합니다.”

두 현상을 연결

우주선은 가속된 하전 입자입니다. 초고에너지 우주선이라고 불리는 가장 희귀하고 가장 강력한 입자는 감마선 3기가전자볼트의 10억 배 이상의 에너지를 운반합니다. 그들의 기원은 천체 물리학에서 가장 큰 미스터리 중 하나입니다.

아르헨티나의 피에르 오제 천문대는 2017년부터 UHECR이 도착하는 방향에 쌍극자가 있다고 보고했습니다. 전기적으로 충전된 우주선은 은하의 자기장에 의해 에너지에 따라 다양한 양으로 편향됩니다. 팀은 UHECR 쌍극자가 감마선에서 발견한 것과 유사한 하늘 위치에서 정점에 도달한다는 것을 발견했습니다.

둘 다 크기가 동일합니다. 평균보다 약 7% 더 많은 감마선이나 입자가 한 방향에서 나오고 비슷한 양이 반대 방향에서 도착합니다.

연구팀은 이 현상이 감마선과 초고에너지 입자를 모두 생성하는 알려지지 않은 소스와 연관되어 있다고 믿고 있습니다. 천문학자들은 이제 신비한 근원을 식별하거나 두 특징에 대한 대안적인 설명을 제안해야 합니다.