은하수를 바라보는 새로운 방법

 

수년 동안, 인간은 은하수를 구성하는 밤하늘에 빛나는 별들과 행성들의 집합을 올려다 보았습니다. 하지만, 은하수는 현재 새로운 방식으로 처음으로 관찰되고 있습니다.

과학자들은 최근에 빛에 기초하지 않은 은하수의 이미지를 만들었다고 말했습니다. 대신, 이 이미지는 중성미자라고 불리는 아원자 입자에 기초합니다.

과학자들은 남극대륙의 표면 아래 깊은 얼음에서 고에너지 중성미자를 발견했습니다. 그리고 나서 그들은 은하수의 위치로 그들의 근원을 추적했습니다. 이 입자들이 우리 은하에서 발생하는 것이 관찰된 것은 이번이 처음입니다.

은하에 대한 이러한 관찰은 우리의 눈으로 볼 수 있는 것, 심지어는 전파, 마이크로파, 또는 X선과 같은 다른 전자기적 원천을 측정하는 기구로 볼 수 있는 것과는 다릅니다.

이 이미지는 별, 행성 또는 빛 때문에 관찰할 수 있는 다른 것들을 포함하지 않습니다. 오히려 은하에서 발생하는 중성미자 때문에 관측 가능합니다. 중성미자는 초신성이라고 불리는 폭발적인 별의 죽음으로 인한 것일 수 있습니다.

그 중성미자들은 아이스큐브 중성미자 천문대에서 10년의 기간에 걸쳐 발견되었습니다. 그것은 남극에 있는 미국 과학 연구 기지의 일부입니다. 연구원들은 작은 산 크기의 지역을 덮고 있는 5,000개 이상의 센서를 사용했습니다.

"이 관찰은 획기적입니다. 그것은 은하를 중성미자 소스로 확립했습니다. 앞으로의 모든 연구는 이 관측을 참조할 것입니다," 라고 조지아 공대 물리학자 이그나시오 타보아다가 말했습니다. 그는 아이스큐브 연구의 대변인입니다.

중성미자는 전기적으로 중성입니다. 그들은 심지어 가장 강한 자기장의 영향을 받지 않고 물질과 거의 상호작용하지 않습니다. 그렇기 때문에 그것들은 "유령 입자"라고도 불립니다 중성미자가 우주를 여행할 때, 그들은 별, 행성, 그리고 심지어 사람과 같은 물질을 통과합니다.

"빛이 유리를 통해 멈추지 않고 가는 것처럼, 중성미자는 지구 전체를 포함한 모든 것을 통과할 수 있습니다," 라고 타보다가 말했습니다.

나오코 쿠라하시 닐슨은 필라델피아에 있는 드렉셀 대학의 물리학자입니다. 그녀는 그 연구 결과를 사이언스지에 발표한 연구팀의 일원입니다. Neilson은 중성미자가 기본 입자라고 말했는데, 이것은 중성미자가 더 작은 것으로 구성되어 있지 않다는 것을 의미합니다.

"그것들은 전자와 쿼크처럼 물질의 구성 요소가 아니지만, 핵 과정에서 생성됩니다," 라고 그녀가 말했습니다.

우주의 많은 부분들은 빛만으로는 관측이 불가능합니다. 천문학에서 중성미자와 같은 입자를 사용하는 능력은 더 완벽한 연구를 가능하게 합니다.

중성미자는 지금까지 관측된 것 중 가장 높은 에너지를 가진 입자인 우주선과 동일한 소스에 의해 생성됩니다. 하지만 우주선은, 전하를 띤 입자로서, 그 근원으로 바로 거슬러 올라갈 수 없습니다. 우주의 강한 자기장은 그들의 경로를 바꿉니다. 하지만 중성미자가 도착하는 방향은 그들의 원래 근원을 직접 가리킵니다.

연구원들은 어떤 중성미자가 우리 은하에서 유래했고 어떤 중성미자가 다른 곳에서 유래했는지를 알아내기 위해 기계 학습을 사용했습니다.

중성미자가 어떻게 생겨났는지는 논란의 여지가 있습니다.

"이것이 이제 핵심 질문입니다," 아이스큐브의 수석 과학자 프랜시스 할젠이 말했습니다. "중성미자는 우주선이 생성되는 곳에서만 발생합니다…중요한 질문은 이 우주선들이 어디에서 유래하는지입니다," 라고 할젠이 말했습니다.

"우리 은하에서 중성미자와 우주선의 가장 유력한 원천은 과거 초신성 폭발의 잔해입니다," 라고 타보다가 덧붙였습니다. "하지만 이것은 아직 증명되지 않았습니다."