389_word_end - 토토사이트 토사장성과 - 토토사이트 토사장

연구

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- 은하, 대체 별을 어디에 숨겼나 Galaxies, where have you hidden your stars -

[토토사이트 토사장필요성]

우주의 약 95%를 차지하는 암흑물질과 암흑에너지는 표준 우주 모형에서 중심적인 역할을 한다. 이 모형에 따르면 은하는 암흑물질의 중력에 의해 가스가 모여 별을 만들면서 형성이 시작되는데, 일부 은하는 별을 만들지 못한 채 존재할 수 있다. 이렇게 별을 만들지 못하는 은하를‘암흑 은하(dark galaxy)’라고 하는데, 지금까지 발견된 천체는 극소수에 불과했다. 별이 없이 암흑물질과 가스로만 구성된 은하를 체계적으로 탐색하는 것은 우주 구조 형성 이론을 검증하고 암흑물질의 특성을 규명하기 위해 매우 중요한 작업이다.

[토토사이트 토사장성과/기대효과]

이번 토토사이트 토사장에서는 기존에 약 10개 정도만 알려졌던 암흑 은하 후보를 새롭게 142개 추가로 발견했다. 이는 지금까지 알려진 후보 수의 10배를 넘는 규모로, 표준 우주 모형의 은하 형성 이론을 검증하고 ‘잃어버린 딸린 은하’ 문제와 같은 우주론적 난제 해결에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 향후 이 후보들을 대상으로 한 정밀한 후속 관측과 분석을 통해, 은하가 왜 어떤 경우에는 별을 만들지 못하는지를 밝혀내고, 암흑물질의 분포와 성질을 이해하는 데에도 크게 기여할 전망이다.

40토토사이트

권민성, 이가인, 윤혜인 토토사이트 토사장원과 황호성 교수(토토사이트)는 미국 국립전파천문대(NRAO)의 윤일상, 브라이언 켄트 박사와 함께 아레시보 전파망원경 탐사(ALFALFA)와 DESI 레거시 영상 탐사 자료를 활용하여, 별이 거의 없는 암흑 은하 후보 142개를 새롭게 무더기로 발견하였다.

암흑 은하는 암흑물질과 암흑에너지를 포함하는 표준 우주 모형(소위 ΛCDM이라고 불리는)에서 자연스럽게 예측되는 천체지만, 현재까지 관측을 통해 알려진 후보는 약 10개 내외에 불과했다. 이번 토토사이트 토사장는 기존 후보 수를 10배 이상 증가시켰으며, 이는 표준 우주 모형의 은하 형성 이론 검증과 암흑물질 토토사이트 토사장에 중요한 자료가 될 것이다.

본 토토사이트 토사장 결과는 우주론의 대표적인 난제인 “잃어버린 딸린 은하 문제(missing satellite problem)” — 즉, 우주론적 수치모의실험에서 예측되는 우리 은하 주변의 딸린 은하의 수와 실제 관측되는 수 사이의 불일치 — 를 설명하는 데 암흑 은하가 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다. 다만, 이번 발견에도 불구하고, 여전히 이론적으로 예측되는 암흑 은하의 수에는 미치지 못하고 있어, 향후 더 많은 탐색과 후속 토토사이트 토사장가 필요하다.

이번 토토사이트 토사장는 세 단계로 구성된 프로젝트의 두 번째에 해당한다. 첫째, 이가인 학생이 주도적으로 우주론적 수치 모의실험에서 암흑 은하의 특성과 관측 가능한 조건을 이론적으로 도출하였다. 둘째, 이를 바탕으로 이번 토토사이트 토사장에서 권민성 학생이 실제 전파(HI) 자료와 가시광 영상 자료를 결합 분석해 대규모 암흑 은하 후보 탐색을 성공적으로 수행하였다. 셋째, 더 다양한 규모의 암흑 구조를 탐색하기 위해 후속 토토사이트 토사장가 진행 중이다. 구체적으로, 김수진 학생이 은하보다 큰 규모의 암흑 구조를 약한 중력렌즈와 광학 영상 자료를 통해 분석 중이며, 김이곤 학생은 은하보다 작은 규모에서의 암흑물질 덩어리를 찾기 위해 Gaia 우주망원경의 고정밀 천체 위치 자료를 분석하고 있다. 또한 윤혜인 박사 주도로 암흑 은하 후보의 물리적 특성을 면밀히 조사 중이다.

이번 토토사이트 토사장는 한국이 참여할 전망인 세계 최대 전파 망원경 SKA(Square Kilmetre Array)를 활용한 전파 탐사와 베라 루빈 망원경을 활용한 LSST (Legacy Survey of Space and Time) 가시광 탐사를 이용해서 훨씬 더 많은 수의 암흑 은하를 발견할 수 있다는 가능성을 제시한다.

암흑 은하의 대량 발견은 표준 우주 모형의 은하 형성 이론을 관측적으로 검증할 수 있는 중요한 전환점이 될 수 있으며, 암흑물질의 존재와 성질을 밝히는 데에도 핵심적인 단서를 제공할 것으로 기대된다. 이번 토토사이트 토사장 결과는 천체물리학 저널 보충 시리즈(Astrophysical Journal Supplement Series) 최신호에 게재되었다.

[토토사이트 토사장결과]

Searching for Dark Galaxies with HI detection from the Arecibo Legacy Fast ALFA (ALFALFA) survey

Minseong Kwon, Ho Seong Hwang, Brian R. Kent, Ilsang Yoon, Gain Lee, Hyein Yoon
(The Astrophysical Journal Supplement Series, DOI: 10.3847/1538-4365/ade0b8)

4학점교류
표준 우주 모형에 따르면 초기 우주에서 암흑 물질이 중력적 수축을 통해 퍼텐셜 우물(암흑 물질 헤일로)을 만들고, 그 안에 가스가 모여 별을 형성해 은하를 만든다. 그러나 모든 암흑 물질 헤일로에서 별이 형성되는 것은 아니며, 별이 없이 가스와 암흑 물질만 남은 천체를 ‘암흑 은하’라고 한다. 이 천체는 표준 우주 모형의 난제 중 하나인 ‘잃어버린 딸린 은하’ 문제 해결과도 연결되는데, 딸린 은하의 암흑 물질 헤일로는 많이 생성되지만 별 형성 조건이 모두 만족되지는 않다는 것이다. 따라서 일부 헤일로는 별이 없어 가시광 영상에서 관측되지 않고(약 80%), 일부만 밝게 관측될 것으로 예측된다. 이처럼 암흑 은하는 표준 모형에서 자연스럽게 예측되므로, 이를 발견하는 것은 암흑 물질을 포함한 우주 모형 검증에 매우 중요하다. 이 토토사이트 토사장 전까지는 10개 남짓 후보가 알려졌지만, 이 토토사이트 토사장를 통해 그 개수를 150여개로 현저하게 늘렸다. 그러나 여전히 표준 은하 모형 예측의 1%에도 미치지 못하는만큼 추후 토토사이트 토사장가 필요하다.

4외국어교육프로그램

42본문 영역 바로가기42메뉴열기: 현재 가장 널리 받아들여지는 표준 우주 모형으로, 우주의 가속 팽창을 설명하기 위해 필요한 암흑 에너지 역할을 하는 우주 상수 Λ와 우주 구조 형성을 설명하기 위해 필요한 차가운 암흑 물질(cold dark matter)을 핵심 요소로 포함하고 있다.
42본문 영역 바로가기잃어버린 딸린 은하 문제: 표준 우주 모형(ΛCDM)을 바탕으로 한 수치 모의실험에서는 우리 은하와 같은 거대 은하 주변에 수백 개의 작은 딸린 은하가 존재할 것으로 예측된다. 그러나 실제 관측에서는 이보다 훨씬 적은 수의 위성 은하만 발견되며, 이 불일치가 "잃어버린 딸린 은하 문제"로 불린다. 최근에는 별 생성 과정을 고려한 우주론적 유체역학 모의실험을 통해 이러한 불일치가 상당 부분 해소되었으며, 그럼에도 암흑 은하의 존재는 여전히 자연스럽게 예측된다.
42본문 영역 바로가기ALFALFA (Arecibo Legacy Fast ALFA Survey): 미국 푸에르토리코에 위치한, 한때 세계 최대 단일구경이었던 305m 아레시보 전파망원경을 이용해 진행된 외부 은하 중성수소(HI) 대규모 탐사 관측 프로젝트. 수천 개의 은하에서 HI를 검출하여, 은하 형성과 진화 토토사이트 토사장에 기초 자료를 제공하였다.

[그림설명]

[그림 1] 암흑 토토사이트 토사장 후보 A215217의 예. (왼쪽) 가시광 컬러 영상 위에 HI 중성수소 분포를 등고선으로 표시 (등고선의 숫자는 1019cm-2 단위의 중성수소 기둥 밀도를 의미). 중심에 빨간색 가위표는 토토사이트 토사장의 중심을 의미하고, 빨간색 두 동그라미는 각각 토토사이트 토사장 위치 불확실도의 중앙값과 5를 의미한다. (오른쪽) 중성수소 관측에서 얻은 스펙트럼. 중심에 두 개의 봉우리가 자체 중력으로 회전하고 있는 토토사이트 토사장와 비슷한 천체임을 암시한다.
[그림 1] 암흑 은하 후보 A215217의 예. (왼쪽) 가시광 컬러 영상 위에 HI 중성수소 분포를 등고선으로 표시 (등고선의 숫자는 1019cm-2 단위의 중성수소 기둥 밀도를 의미). 중심에 빨간색 가위표는 은하의 중심을 의미하고, 빨간색 두 동그라미는 각각 은하 위치 불확실도의 중앙값과 5를 의미한다. (오른쪽) 중성수소 관측에서 얻은 스펙트럼. 중심에 두 개의 봉우리가 자체 중력으로 회전하고 있는 은하와 비슷한 천체임을 암시한다.

[그림 2] (왼쪽) 142개 암흑 토토사이트 토사장 후보들의 가시광 합성 영상. 중심에 특별한 밝은 천체가 보이지 않아서 별이 없다는 게 확인된다. (오른쪽) 무작위 배경 하늘의 대한 등급 (히스토그램으로 표시) 대비 왼쪽 영상 중심 영역의 등급 (빨간색 화살표 표시). 빨간색 화살표가 히스토그램 안쪽에 있다는 것은 왼쪽 영상 중심 천체의 등급이 천체가 없는 무작위 영역과 비슷하다는 것을 의미한다. 즉, 별이 보이지 않는다는 것을 정량적으로 뒷받침한다.
[그림 2] (왼쪽) 142개 암흑 은하 후보들의 가시광 합성 영상. 중심에 특별한 밝은 천체가 보이지 않아서 별이 없다는 게 확인된다. (오른쪽) 무작위 배경 하늘의 대한 등급 (히스토그램으로 표시) 대비 왼쪽 영상 중심 영역의 등급 (빨간색 화살표 표시). 빨간색 화살표가 히스토그램 안쪽에 있다는 것은 왼쪽 영상 중심 천체의 등급이 천체가 없는 무작위 영역과 비슷하다는 것을 의미한다. 즉, 별이 보이지 않는다는 것을 정량적으로 뒷받침한다.