빨간 집을보고 있다고 상상해보십시오. 때로는 까마귀가 지나가는 것을 볼 수 있습니다. 까마귀와 집은 몇 마일 떨어져있을 수 있으므로 불가능하지 않습니까? 퀘이사를 보면 새로운 설문 조사에 따르면 25 % 앞에 은하계가 보입니다. 그러나 감마선 폭발의 경우 거의 항상 개입하는 은하가 있습니다. 비록 수십억 광년으로 분리 될 수 있지만. 알아 내십시오. 캘리포니아 대학 (University of California)의 Jason X. Prochaska 박사는 산타 크루즈가 발견 한 이상한 결과와 그 원인에 대해 이야기합니다.
인터뷰 듣기 : 수수께끼의 차이 (7.8 MB)
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프레이저 가인 : 사람들에게 배경을주기 위해 감마선 폭발과 퀘이사의 차이점은 무엇입니까? 나는 그들이 상당히 다르다고 생각합니다.
Prochaska 박사 : 네, 유사점부터 시작하겠습니다. 둘 다 매우 밝은 물체이기 때문에 우주학 연구에있어 매우 흥미로운 물체입니다. 또 다른 유사점은 둘 다 블랙홀과 관련이 있다고 생각하지만 그 후 두 유형의 객체간에 큰 차이가 있다는 것입니다. 퀘이사 (Quarsar)는 초 거대 블랙홀 (black hole)로 여겨지는데, 블랙홀 (black hole)이지만 갤럭시 (galaxy)만큼 거대한 경우도있다. 블랙홀에 가해지는 가스가 가열되고 우리가 보는 빛은 퀘이사입니다. 그것들은 초 거대 적이기 때문에 많은 양의 가스를 축적 할 수 있으며 결과적으로 매우 먼 거리에서 볼 수있는 매우 밝게 빛날 수 있습니다.
최소한이 논문이 기반으로하는 감마선 폭발은 두 가지 유형이 있습니다. 우리의 태양보다 10-50 배 정도의 거대한 별, 단일 별이지만 꽤 거대한 결과입니다. 별이 죽으면 도착합니다. 자연 수명이 끝날 때. 죽으면 블랙홀이 생성되고이 별들의 일부가 감마선 폭발을 일으킨다.
프레이저 : 그리고 당신은 퀘이사와 감마선 버스트를 조사했는데, 당신은 무엇을 찾았습니까?
Prochaska 박사 : 저는 학생을 퀘이사와 함께 프로젝트에 넣었습니다. 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)라는 공개 데이터베이스가 있으며, 대부분의 북부 하늘이 조사되었습니다. 그리고 그들은 아마도 백만 개의 물체에 가까운 스펙트럼을 취했습니다. 주로 은하계의 중심에 있습니다. 은하를 연구하는 것 외에도 퀘이사도 연구했습니다. 그들은 지금 약 6 만 개의 퀘이사의 분광법을 취했고, 그 데이터를 원하는 사람에게 공개적으로 공개했습니다. 우리는 그 데이터베이스를 통해 우리와 퀘이사 사이에있는 은하의 서명을 검색했습니다. 그래서 먼 거리에 퀘이사가 있다면 거짓말하는 경향이있어, 우리와 그 퀘이사 사이에 꽤 큰 은하가있을 가능성이 있습니다. 은하계는 퀘이사의 흡수선으로 드러납니다. 따라서 퀘이사의 스펙트럼을 분석하면 매우 독특한 퀘이사와 관련된 이러한 기능을 볼 수 있지만이 경우 빛이없는 것을 볼 수 있습니다. 우연히 우리와 퀘이사 사이에있는 은하 자체의 지문. 이런 종류의 과학은 제가 지난 12 년 동안했던 일입니다. 제 학생에게 슬로안 조사에서이 50,000 개의 퀘이사를 살펴보고 우리와 퀘이사 사이에 은하계가 얼마나 자주 있는지 세어 보았습니다. 이것이 초보 볼트의 첫 걸음이며, 이러한 은하에 대한 그러한 연구를 통해 얻을 수있는 많은 과학이 있습니다.
프레이저 : 따라서 은하계가 있으면 시각적으로 볼 수 없지만 감지 할 수 있습니다.
Prochaska 박사 : 그렇습니다. 우리 자신의 은하수는 별과 가스와 먼지로 가득합니다. 남작과 관련하여 양성자와 중성자. 바리온이 은하수에 존재하는 주요 3 단계는 별입니다. 가스는 눈에 띄지 않지만 거의 보이지 않지만 21cm에서 방출됩니다.이 은하의 가스를 전파 망원경. 그러나 가스는 또한 빛을 흡수 할 수 있습니다. 그것은 21cm 파장에서 방출하지만 특정 주파수에서도 흡수합니다. 배경 물체에서 빛을 흡수합니다. 그리고 거의 모든 은하에는 별뿐만 아니라 그 별이 형성하는 가스가 있으며, 가스를 연구함으로써 은하의 특징 인 은하를 감지 할 수 있습니다. 이것이 퀘이사에 사용하는 기술이며, 감마선 버스트에 사용하는 것과 같은 기술입니다.
프레이저 : 그렇습니다. 감마선 폭발로 무엇을 발견 했습니까?
Prochaska 박사 : 실제로, 퀘이사와 감마선 버스트를 비교할 때 제외했던 한 가지 중요한 점은 매우 밝다는 것입니다. 그들의 이름과 마찬가지로, 그들은 많은 감마선을 방출하지만, 그중 절반 이상은 자외선, X 선, 광학 광선, 심지어 라디오 광선에서도 방사를 방출하며 그 주파수에서 매우 밝습니다. . 그래서 우리는 그것들을 자외선이나 광학 주파수에서 우주를 가로 질러 볼 수 있고 그것들을 사용하여 우리와 감마선 폭발 사이에있는 가스를 연구합니다. 퀘이사에서 적어도 다른 점은, 발견 된 감마선 폭발이 훨씬 적다는 것입니다. 이러한 현상을 감지하려면 우주 위성이 필요합니다.이 기술은 최근까지는 아직까지 존재하지 않았던 상당한 기술입니다. 그래서 발견 된 것들의 수는 1000 년대에도 여전히 남아 있지만 우리가 아주 자세하게 연구 할 수있는 1-200 개만이 있습니다. 그것이 우리가하고있는 것입니다. 100 정도 정도의 부분 집합을 가지고 감마선 버스트의 스펙트럼을 획득하고 다시 가스를 통해 우리와 버스트 사이에있는 은하의 서명을 다시 검색했습니다. 요컨대, 우리는 작은 감마선 버스트 샘플을 가지고 있지만, 감마선 버스트에 대해 더 많은 은하들이 상당히 많이 존재하고 그에 따라 퀘이사가 있습니다.
프레이저 : 얼마나 더?
Prochaska 박사 : 현재 숫자는 4입니다. 잘 측정되었습니다. 오류가 1이므로 4 더하기 또는 빼기 1입니다. 중요한 것은 개선 된 것입니다. 향상은 언젠가 3 또는 1.5로 나타날 수 있지만 퀘이사에 대한 향상은 매우 건전합니다.
프레이저 : 어떤 이유로 든 우리와 퀘이사 사이에있는 것보다 우리와 먼 감마선 폭발 사이에 더 많은 은하가 있습니다. 어떻게 가능합니까? 그들은 너무 멀어요
Prochaska 박사 : 맞습니다. 그리고 가장 먼저 강조해야 할 것은 우선 순위에서, 우리가 퀘이사 나 감마선 버스트에 대해 우리가 무작위로 은하가 그 배경 광원과 관련이 있다는 것을 기대하지 않는다는 것입니다. 다시, 우리는 우리와 먼 거리에서, 갤럭시는 우리와 거리가 멀고, 동시에 퀘이사와는 매우 먼 거리에서 퀘이사를 찾습니다. 너무 많은 연관성을 기대할 수 없습니다. 우리가 식별하는 은하와 퀘이사 사이의 중력 적 연관성, 전자 기적 영향, 물리적 연관성 없음. 감마선 버스트 실험에서도 마찬가지입니다. 감마선 폭발은 우리와 멀리 떨어져 있으며, 우리는 은하를 향하고 있습니다. 그것들은 우리와는 거리가 멀지 만 감마선과는 멀리 떨어져 있습니다. 그리고 다시, 우리는 그 은하와 그 뒤에있는 감마선 폭발 사이의 물리적 관계에 대한 선험적 인 기대가 없습니다. 확실히 표면 상으로는 놀랍습니다. 테스트는 매우 간단합니다. 우리의 즉각적인 반응은 무엇입니까?
세 가지 편견 또는 설명이 있습니다. 천문학에서는 선택 편견이라고합니다. 그리고이 결과를 얻을 수있는 세 가지 주요 설명, 명백한 설명이 먼저 있습니다 : 먼지. 내가 말했듯이 은하계는 별, 가스 및 먼지의 3 단계로 중요합니다. 대부분의 은하 또는 아마도 모든 은하 안에 먼지가 있습니다. 그리고 먼지의 주요 측면은 배경 소스를 소멸 시킨다는 것입니다. 그래서 당신과 퀘이사 사이에 약간의 먼지를 뿌려서 더 희미하게 만들 것입니다. 이 은하에는 먼지가 모두 쌓여 있으며, 하늘 전체를 가로 질러이 조사를 수행 할 때 실제로 누락 된 퀘이사를 상상할 수 있습니다. 먼지가 많은 은하들은 퀘이사를 가리게되므로 절대 보지 않을 것입니다. 샘플에 포함되지 않습니다. 그러나 감마선을 사용하여 매우 다른 접근 방식으로 감지되는 감마선 버스트는이 먼지에 민감하지 않습니다. 여전히 감마선 버스트를 감지하여 샘플에서 계산할 수 있습니다. 따라서 먼지로 인한 퀘이사의 부재로 감마선 샘플에서 물체를 과도하게 계산하게됩니다. 우리가 그 답이 아니라고 생각하는 이유는 우리는 얼마나 많은 먼지가 은하인지를 잘 알고 있기 때문입니다. 그리고 4의 인자만큼 차이를 보충하기 위해 샘플에서 충분한 퀘이사를 제거하기에 충분하지 않기 때문입니다.
2 번은 가스가 감마선 폭발과 관련이 없거나 퀘이사가 잘못되었다는 우리의 선험적 인 가정입니다. 이 가스는 우리, 퀘이사 및 감마선 폭발에서 멀리 떨어져 있다고 말했습니다. 아마도 천문학에서 가장 어려운 문제는 실제로 측정 거리입니다. 저는 실제로 가스의 거리를 측정하는 것이 아니라 가스의 적색 편이를 측정하고 있으며, 이것은 적색 편이가 우주의 팽창에 의한 것이라는 가정하에 거리의 추정치를 제공합니다. 실제로 적색 이동은 단지 속도입니다. 가스 속도를 측정하고 감마선 폭발 속도를 측정합니다. 나는이 두 가지가 다르다는 것을 알고 있습니다. 속도의 차이는 우주의 팽창과 물체 사이의 거리에 기인한다고 가정합니다. 그러나 감마선 버스트는 폭발하는 동안 실제로이 가스를 뿜어 낼 수 있습니다. 예를 들어, 매우 높은 속도에서 감마선 버스트 자체와 다른 속도를 갖기 때문에 이것이 적색 편이의 차이에 대한 이유입니다. 따라서 거리가 다르다고 말하게되었습니다. 간단히 말해서, 2 번에 대한 설명은 감마선 폭발이 매우 빠른 속도로 가스를 방출하고 우리는 실제로 가스가 감마선 폭발에서 방출되는 경우 가스를 측정하고 은하라고 부르는 것입니다 . 지금도 여전히 실행 가능한 옵션입니다. 그것에 대한 반박 론과 견실 한 주장은 많은 경우에 우리는 가스뿐만 아니라 그 가스를 호스팅해야하는 은하계의 별들도 확인했다는 것입니다. 따라서 가스가 방출 될뿐만 아니라 감마선 폭발에 의해 은하가 방출되어 상상력이 확장되기 시작합니다.
문 3 번으로 이어지고 중력 렌즈입니다. 질량이 큰 은하계는 뒤에있는 물체를 실제보다 시각적으로 밝게 만들어 효과가 있습니다. 우리는 여기에 은하계가 있다고 생각합니다. 우리는 질량 집중이 있다는 것을 알고 있습니다. 그래서 그것들이 뒤에있는 물체의 밝기에 영향을 미치고 감마선 버스트를 다른 것보다 훨씬 밝게 만들 수 있습니다. 우리가 감마선이 터지는 것을 보는 주된 이유는 그곳에 은하가 있기 때문입니다. 우리는 감마선 폭발을보기 위해 은하가 필요합니다. 그것은 우리가 은하가 없다면 그것을 볼 수없는 선택 효과이며, 그것이 은하가 없다면 퀘이사가 충분히 밝을 수있는 과잉의 퀘이사로 이어집니다. 또한 중력 렌즈는 내가 직접 작업 한 것이 아니지만 현장 전문가가 설명이나 결과에 대한 지배적 인 설명이 아니라고 말합니다.
프레이저 : 그래서 당신은 아이디어가 부족합니다.
Prochaska 박사 : 그렇습니다. 우리는 분명히 세 가지 명백한 것들, 누군가가 생각해 낼 수있는 것들을 겪었지만 그에 대한 반론이 상당히 강했습니다. 또 다른 그룹은 또 다른 4 번째 아이디어를 내놓았습니다. 제 생각에는 쿼 사가 감마선 버스트와는 다른 크기라는 것입니다. 그것은 그것이 어떻게 큰 차이를 만들 수 있는지에 대해 미묘하지만, 아마도 그것이 설명 일 것이라고 말했지만, 우리와 다른 사람들은이 시점에서 4 번 문에 대해 실제로 강력한 반론을 제기했습니다. 제안 된 4 가지 괜찮은 아이디어는 실패했습니다.
프레이저 : 그럼 다음은 무엇입니까? 더 많은 데이터를 찾을 것이라고 가정합니다.
Prochaska 박사 : 확실히 가스가 감마선 폭발과 관련이 있다는 것을 배제하고 싶습니다. 그것이 감마선 폭발로 인한 것입니다. 저는 확실히 사실이 아니라는 것을 증명하고 싶습니다. 그렇게하는 방법은 가스와 관련된 실제 은하와 별을 식별하는 것입니다. 그래서 우리 팀과 다른 팀의 사람들은 돌아가서 실제로 가스를 보유하고있는 은하를 찾고 있습니다. 우리가 은하를 찾지 못하면 감마선 폭발로 가스가 방출된다는 생각에 더 많은 신뢰를 가질 것이라고 생각합니다. 따라서 은하계를 연구 할 때 반드시해야 할 일이 있습니다. 같은 줄에서 우리는 은하에있는 질량의 양을 추론하고 중력 렌즈 가설을 더 잘 테스트 할 수있을뿐만 아니라 먼지 가설을 테스트하기 위해 은하에 얼마나 많은 먼지가 있는지 알아볼 수 있습니다. 내가 그들을 연주하는 동안에도, 나는 우리가 감마선 폭발을 향한 은하계에 대해 많은 것을 배우고, 재미있는 일이 일어나고 있는지 또는 결과를 설명 할 수있는 다른 속성이 있는지 확인해야한다고 분명히 생각합니다. 해야 할 또 다른 분명한 일은, 더 많은 감마선 폭발이 다가올 때까지 기다렸다가 더 많은 시선에서 실험을 반복하는 것입니다. 현재이 NASA 스위프트 우주 망원경이 작동하고 있습니다.이 실험에서 우리는이 실험을 반복 할 수있는 10 ~ 100 배 더 많은 감마선 버스트를 얻을 수 있으며 통계적으로 얼마나 중요한지를 알아낼 수 있습니다.
프레이저 : 완전히 가능하다고 생각되는 아이디어가 있습니까?
Prochaska 박사 : 그 줄을 따라 작성된 논문이있을 것입니다. 지금은 제가 가장 좋아하는 옵션이 아닙니다. 하지만 저는 과학자이고 현실 주의자입니다. 우리는이 독특한 발견이 있다는 메시지를 전했고, 우리가 연구를 어떻게했는지 매우 열심히 보았고, 우리는 사과를 사과하는 데 최선을 다했습니다. 그리고 우리는 공정하게 일했다고 생각합니다. 1 단계입니다. 2 단계, 관찰자로서, 일단 결과가 나오면 설명 할 수 있어야한다고 생각합니다. 내가 말했듯이, 우리는 세 가지 아이디어를 생각해 냈지만 불행히도 현재 어떤 아이디어도 붙어 있지 않다고 생각합니다. 모든 아이디어를 제거 할 수 있고 결과가 다음 50 개의 감마선 폭발로 잘 견디면 그 시점에서 초기 가정으로 돌아 가야합니다. 그들 중 하나는 우리가 알고있는 우주론입니다. 나는 그와 가까운 곳에 있지만 2 년을 보내고 우리가 보는 것과 일이 바뀌지 않는다면, 네가 가정에서 0 단계로 되돌아 가야한다고 생각합니다. 우주.
