과학자들, 관측 사상 가장 먼 고속 전파 폭발 확인

천문학자들이 관측 사상 가장 먼 고속 전파 폭발을 포착하고 그 위치를 특정했다. 100억 년 이상 우주를 여행해 온 밀리초 길이의 전파 에너지 섬광이다. FRB 20240304B로 분류된 이 신호는 시드니 대학 연구자들이 이끄는 국제 연구팀에 따르면 빅뱅 후 약 30억 년 뒤에 형성된 은하에서 비롯된 것으로 추적됐다. 이 연구는 과학 저널 사이언스에 게재됐다.

이 발견은 이전 기록 보유자의 거리를 두 배 이상 늘린다. 고속 전파 폭발은 단지 1초의 일부에 불과할 정도로 짧게 지속되지만 전파 영역 스펙트럼에서는 잠시 동안 은하 전체보다 더 밝게 빛날 수 있는 강렬한 전파 펄스다. 2007년 첫 번째가 탐지된 이후 천문학자들은 수백 개를 기록했지만, 그 기원은 현대 천체물리학에서 가장 고집스러운 수수께끼 중 하나로 남아 있다.

폭발을 찾는 것과 그것이 어디서 왔는지 알아내는 것은 별개의 문제다. 연구팀은 두 가지를 모두 해내기 위해 매우 다른 두 장비를 결합했다. 남아프리카의 MeerKAT 전파망원경 배열은 카루 반사막에 있는 안테나 네트워크로, 먼저 폭발을 포착하고 하늘에서의 위치를 좁혔다. 그런 다음 지구에서 약 150만 킬로미터 떨어진 지점에서 적외선으로 관측하는 제임스 웹 우주망원경이 그 영역을 살펴 희미한 모은하를 확인했다.

이 조합이 중요하다. 전파망원경은 섬광을 포착하는 데는 뛰어나지만 신호가 너무 짧고 너무 멀리 있기 때문에 어느 은하가 그것을 만들어냈는지 정확히 분해하는 데는 취약하다. 웹의 날카로운 적외선 눈은 대부분의 다른 천문대에서는 보이지 않을 극도로 먼 은하를 식별할 수 있다. 두 장비를 함께 사용함으로써 연구자들은 폭발을 특정 은하와 연결하고, 우주의 팽창이 그 여정에서 빛을 늘린 방식으로부터 그 거리를 추정할 수 있었다.

전파는 우주를 통과하기 때문에 은하 사이에 흩어진 전자 구름을 지난다. 폭발 신호가 통과하는 물질이 많을수록 도착 시간이 더 흐려진다. 이로 인해 먼 폭발은 은하 사이 공간을 채우는 얇고 희박한 물질, 즉 직접 지도화하기 거의 불가능한 물질을 탐사하는 데 유용하다.

“이 결과는 고속 전파 폭발이 어디서 오는지, 그리고 그것이 우주에 대해 무엇을 알려줄 수 있는지 이해하기 위한 한 걸음입니다”라고 연구자들은 말하며, 폭발의 극단적인 거리가 우주 공동에 얼마나 많은 보통 물질이 있는지를 시험하는 귀중한 자료가 된다고 지적했다. 천문학자들은 대부분의 폭발이 마그네타로 알려진 강하게 자화된 중성자별에 의해 생성된다고 믿지만, 정확한 메커니즘은 여전히 논쟁 중이다.

현재로서 이 발견은 작지만 성장하는 표본에 멀리 떨어진 데이터 포인트를 추가한다. 잘 위치가 특정된 각 폭발은 물질이 우주 전반에 어떻게 분포하는지에 대한 모델을 보정하는 데 도움이 된다. 연구팀은 더 넓은 시야와 더 높은 감도를 갖춘 차세대 전파 시설이 훨씬 더 많은 먼 폭발을 탐지하고, 어쩌면 기록을 다시 갱신할 것으로 기대한다.