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이 광대한 우주에는 매일 5,000번 ~ 10,000 번이나 이상한 "섬광"이 발생되고 있다는 것을 알고 있나요?
그 섬광은, 메커니즘이 아직도 해명되지 않은 고속 전파 폭발(FRB)이라는 이름의 빛입니다.
우주 공간의 수수께끼의 섬광 "고속 전파 폭발"이란?
불과 10년 전에 발견된 "고속 전파 폭발(Fast Radio Burst, FRB)"현상은 이 대우주에서 자주 발생되는 수수께끼의 섬광입니다.
고속 전파 폭발은 수십억 광년이라는 엄청나게 먼 다른 은하에서 오는 섬광임이 밝혀졌으며, 우리 은하에서는 발생되지 않는다는 점도 밝혀졌습니다.
또한 하루에 5,000 ~ 10,000 번이나 발생하고 있다고 합니다.
2007년 발견 이후 전문가들은 고속 전파 폭발의 발생원과 발생 메커니즘에 대한 몇몇 유력한 이론을 제시했었지만, 아직까지 결정적인 이론은 등장하지 않고 있어 논쟁은 계속되고 있습니다.
그 중에는 커다란 진전이 있었던 적도 있었는데요.
여러대의 최신형 망원경을 사용하여 고속 전파 폭발을 반복 발생시키는 "FRB 121102"라는 천체를 특정할 수 있었던 것입니다.
FRB 121102는 지구에서 30억 광년 정도 떨어져 있으며 정기적으로 빠르게 전파 버스트를 방출하고 있는 것으로 확인되었습니다.
미국 코넬 대학의 연구팀이 FRB 121102를 찾아내기는 했지만, 고속 전파 버스트의 발생 메커니즘까지 밝혀낸 것은 아닙니다.
그러나 최근 설득력을 가진 새로운 학설이 등장하게 되었다고 합니다.
FRB 121102는 블랙홀 근처에 있다!?
정기적으로 고속 전파 버스트를 방출하는 FRB 121101의 정체는 과연 무엇일까?
최근 미국 메릴랜드 주에서 개최된 제 231회 미국 천문 학회(American Astronomical Society)의 연례 학회에서 55명의 천문학자들이 공동 발표한 연구 논문에서, FRB 121102는 질량이 큰 별이 노화되어 형성되는 중성자 별(Neutron star)일 수도 있다고 지적하고 있습니다.
그리고 아마 블랙 홀 근처에 위치하고 있거나 성운(Nebula)에 편입된 것 같다고도 말하고 있습니다.
만약 FRB 121102가 블랙홀 근처에 있다면, 여라가지 의미로 재미있는 상황이라고 할 수 있다고 하는데요.
이러한 가설이 만들어진 이유는 무엇일까?
그것은 FRB 121102에서 방출되는 고속 전파 버스트가 이른바 "토네이도 투법"과 같이 힘차게 뿜어지고 있기 땨문입니다.
연구팀은 FRB 121102가 방출하는 16개의 고속 전파 버스트를 분석한 결과, 버스트의 방향을 결정하는 편파(Polarization,빛이나 전파에서 파동의 진동방향이 어떤 특정한 성질을 가지는 일을 말하며 그와 같은 파동 자체를 말하기도 한다.)에서 흥미로운 것을 발견했다고 합니다.
편파된 전파가 자기장 영역을 통과하게 되면, 이 전파는 "페러데이 회전(Faraday Rotation)"이라고 불리는 비틀림이 발생되고 자기장이 강하면 강할수록 그 비틀림은 커지게 된다고 합니다.
그리고 이 FRB 121102에서 방출되는 고속 전파 버스트는 페러데이 회전각의 값이 매우 높기 때문에 상당히 강한 자기장이 있는 환경에 놓여져 있다고 가정할 수 있는 것입니다.
이러한 환경은 블랙홀과 성운, 초신성 잔해(supernova remnant)에 가까운 환경에서 흔히 볼 수 있다는 것입니다.
즉, 블랙홀과 같은 강한 자기장을 만들어내는 존재가 근처에 있다는 것으로, 마치 토네이도 투구처럼 패러데이 회전이 강해지면서 고속 전파 버스트가 반복적으로 발생되고 있다고 설명할 수 있다는 것입니다.
이번 연구에서 FRB 121102는 중성자 별이며, 블랙홀 근처에 위치하고 있다는 설득력있는 가설 모델이 제시되었습니다.
이 고속 전파 폭발은 30억 광년 떨어진 곳에서 온 "섬광"입니다.
아득히 먼 옛날에 발생된 빛이 지구에서 관측된다는 점을 감안했을 때, 다른건 몰라도 이 세상에서 가장 스케일이 큰 로맨틱한 사건이 아닐까하는 생각이 들기도 합니다.
https://youtu.be/pjF_dMQDe18?si=WFa0pug0oC9Bnehm
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