한 쌍의 병합 퀘이사로 인해 우주 초기의 비밀이 밝혀졌습니다

한 천문학자 팀이 우주의 나이가 10억 년도 채 안 됐을 때의 모습으로 보이는, 지금까지 가장 멀리 떨어져 있는 병합 은하 핵을 발견했습니다. 퀘이사라고 불리는 활성 은하 중심의 두 쌍은 우주의 새벽(Cosmic Dawn) 동안 확인된 유일한 쌍입니다.

스바루 망원경의 하이퍼 슈프라임 캠(Hyper Suprime-Cam)을 사용하는 팀이 z = 6.05의 적색 편이에서 두 개의 매우 붉은 은하를 발견했습니다(120억 년 전의 모습으로 보인다는 것을 나타냄). 일반 시청자에게는 별 특별하지 않은 것처럼 보입니다. 더 가까운 은하와 별이 눈부신 이미지에 희미한 붉은 얼룩 몇 개로 보입니다. 그러나 물체에 대한 후속 분광학 영상은 연구원들이 퀘이사 쌍이 광원이라는 것을 결정하는 데 도움이 되었습니다. 팀의 연구는 천체물리학 저널 레터스(The Asphysical Journal Letters) 에 게재 되었으며 동반 논문은 AAS 저널 출판을 위해 승인되었습니다.

"현재 초기 우주에는 수백 개의 퀘이사가 알려져 있지만 그 중 한 쌍으로 발견된 것은 없습니다."라고 일본 에히메 대학의 천문학자이자 이번 연구의 주저자인 마츠오카 요시키(Yoshiki Matsuoka)가 기즈모도(Gizmodo)에 이메일로 말했습니다. “이것은 우주가 빈번한 은하의 합병을 통해 진화해 왔으며, 이로 인해 자연스럽게 우주 전체에서 많은 병합 퀘이사 쌍이 관찰된다는 표준 우주론의 순진한 기대와는 반대됩니다.”

“우리의 발견은 우주의 새벽에 그러한 쌍이 실제로 존재했다는 최초의 증거를 제공합니다.”라고 마쓰오카는 덧붙였습니다. “이것은 우주가 합병을 통해 진화했다는 생각을 뒷받침합니다.”

우주 새벽(Cosmic Dawn)은 최초의 광원이 형성된 초기 우주의 기간입니다. 그 기간은 빅뱅 이후 약 5천만년부터 우주의 나이가 10억년(지금은 약 137억7천만년 )이 될 때까지 지속됐다. 우주 초기에 퀘이사를 보는 것은 오랫동안 기대되어 왔기 때문에 직접 관찰하는 것은 환영할 만한 일입니다.

이 퀘이사의 중심에는 블랙홀이 있습니다. 블랙홀은 중력장이 너무 강해서 빛도 빠져나올 수 없는 시공간 영역입니다. 이는 블랙홀이 천문학의 모든 지각 도구의 힘이 멈추고 천체 물리학 이론과 시뮬레이션의 기반이 되는 곳이라는 것을 의미합니다. 각 퀘이사의 블랙홀은 각각 우리 태양 질량의 약 1억 배에 달합니다. 구멍의 질량이 거의 동일하기 때문에 팀은 구멍을 쌍둥이라고 부른다고 Matsuoka는 말했습니다.

마츠오카는 “이번 사례는 최초이자 단일 사례일 뿐이지만 이번 발견은 초대질량 블랙홀과 은하가 실제로 서로의 합병을 통해 진화했다는 것을 보여준다”고 말했다. “이는 모든 물질에 영향을 미치는 중력의 강력한 끌어당김 하에서 우주가 어떻게 진화해왔는지에 대한 우리의 표준 패러다임을 뒷받침합니다.”

오랫동안 기다려온 칠레의 베라 루빈 천문대(Vera Rubin Observatory ) 와 같은 하늘의 새로운 눈은 실시간으로 남쪽 하늘을 더 많이 드러내어 천문학자들이 가깝고 먼 물체를 분류하는 데 도움을 줄 것입니다. 최근 팀은 또한 은하의 핵을 통해 흐르는 가스의 본질과 가스가 별들로 어떻게 흘러갈 수 있는지를 명확히 하기 위해 웹 우주 망원경을 사용하여 퀘이사 쌍에 대한 관측을 제안하고 있습니다.

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