고속 전파 폭발(FRB)은 우리 시대의 가장 흥미로운 우주 미스터리 중 하나이며, 이제 과학자들은 그 원인에 대한 답에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다. 천문학자들은 반복적인 신호의 폭발에서 동시에 여러 "전파 색상"을 연구함으로써 그 기원의 주요 모델을 배제했습니다.
이 현상의 이름은 상상할 여지를 많이 남기지 않습니다. 빠른 라디오 버스트는 밀리초 동안만 지속되는 라디오 노이즈의 날카로운 버스트입니다. FRB는 몇 년 전에 발견된 이후 하늘 곳곳에 기록되어 있습니다. 그 중 일부는 일회성이며 다른 일부는 주기적으로 또는 겉보기에 무작위로 반복됩니다. 그것들을 정확히 생성하는 것은 알려지지 않았지만, 증가하는 증거는 마그네타(magnetar)라고 불리는 고도로 자화된 중성자 별을 가리키고 있습니다.
흥미로운 신호 중 하나는 FRB 180916B라고 하며 정확한 16일 주기로 반복되어 4일 동안 활동의 물결을 일으키고 12일 동안 휴면합니다. 그것은 약 5억 광년 떨어진 은하까지 거슬러 올라가지만, 그 기원 지점에서 지역 환경이 어떻게 생겼는지는 불분명하다.
새로운 연구의 일환으로 천문학자 그룹은 신호가 왜 그렇게 규칙적으로 반복되는지에 대한 하나의 특정 가설을 테스트했습니다. 가설은 두 개의 중성자 별이 가까운 궤도에 고정되어 있으며 각각 항성풍이라는 가스를 방출한다는 것입니다. 이러한 바람이 충돌할 때 충격 전선은 전파와 같은 방출을 생성할 수 있으며 주기성은 서로에 대한 궤도의 곱으로 설명될 수 있습니다. 이것은 이진 또는 이중 바람 모델로 알려져 있습니다.
이것이 사실인지 테스트하기 위해 천문학자들은 동시에 두 개의 다른 파장에서 FRB 180916B의 신호를 연구했습니다.
연구의 저자인 Ines Pastor-Marazuela는 "빠른 전파 방출원의 위성에서 오는 강한 항성풍으로 인해 청색 단파 전파 방출의 대부분이 시스템을 떠날 수 있을 것으로 예상했습니다."라고 말했습니다. "그러나 더 붉고 장파장 복사는 더 많거나 심지어 완전히 차단될 것입니다."
이것이 사실인지 테스트하기 위해 천문학자 팀은 네덜란드에서 LOFAR와 Westerbork 합성 전파 망원경(WSRT)이라는 두 개의 망원경을 사용했습니다. 각각 다른 파장에서 동일한 FRB를 관찰했는데, WSRT는 21cm의 짧은 파란색 파장, LOFAR는 3m의 매우 긴 빨간색 파장에서 관찰했지만 결과는 의외였습니다.
“데이터를 분석하고 두 색상을 비교한 후 우리는 매우 놀랐습니다.”라고 Marazuela 목사는 말합니다. “기존의 이중 바람 모델은 파열이 파란색으로만 빛나거나 적어도 훨씬 더 오래 지속되어야 한다고 예측합니다. 그러나 우리는 2일 동안의 파란색 라디오 폭발 활동과 3일 동안의 빨간색 라디오 폭발 활동을 보았습니다. 우리는 지금 원래 모델을 제외하고 있습니다. 다른 일이 일어날 것입니다."
천문학자들은 이번 발견이 FRB 소스가 제안된 바와 같이 전자 구름으로 인한 장애물이 없는 상당히 깨끗한 환경에 있어야 한다는 것을 보여주고 있다고 말합니다. 대신, 신호의 주범인 고립된 마그네타를 가리키며, 이는 다른 많은 관찰과 일치합니다.
의심할 여지 없이 천문학자들은 정확한 답을 얻을 때까지 점차적으로 퍼즐을 맞추면서 빠른 전파 폭발을 계속 조사할 것입니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.
2021-08-28 20:10:32
작가: Vitalii Babkin