이미지 크레디트 : ESO
유럽 남부 천문대 (European Southern Observatory)의 천문학 자들에 따르면, 우주는 현재 전체적으로 베이지 색이지만, 더 푸른 색이었다. 천문학 자들은 허블 딥 스카이 (Hubble Deep Sky) 조사에 포함 된 300 개 은하까지의 거리와 색을 연구했으며, 토스카나 남부의 별자리에있는 하늘 지역을 자세히 살펴 보았습니다.
국제 천문학 자 팀 [1]은 우주가 매우 어렸을 때의 색을 결정했습니다. 우주는 이제 베이지 색이지만, 2 억 5 천만년 전인 먼 과거에는 훨씬 더 푸르었다.
이것은 소위 남쪽 하늘 지역, 소위 허블 딥 필드 사우스 (Hubble Deep Field South)에서 볼 수있는 300 개 이상의 은하를 광범위하고 철저하게 분석 한 결과입니다. 이 고급 연구의 주요 목표는 우주의 항성 내용이 어떻게 모여서 시간이 지남에 따라 변했는지 이해하는 것이 었습니다.
네덜란드 라이덴 천문대 (Leiden Observatory, 네덜란드)의 팀원 인 네덜란드 천문학 자 Marijn Franx는 다음과 같이 설명합니다.“초기 우주의 푸른 색은 은하계의 어린 별들의 푸른 빛에 의해 발생합니다. 스페이스 매거진의 붉은 색은 상대적으로 많은 오래된 붉은 별에 기인합니다.”
Max-Planck Institut f? r 천체 물리학 (Garching, Germany)의 그레고리 루드 닉 (Gregory Rudnick) 팀장은 다음과 같이 덧붙였다. 낡은 붉은 별보다 빛이났다면, 젊은 우주에는 지금보다 훨씬 적은 별이 있었을 것입니다. 우리의 새로운 발견은 우주에있는 대부분의 별들이 우주가 약 7 억 7 천만년 된 순간에, 우리 태양이 태어나 기 오래 전부터 비교적 늦게 형성되었다는 것을 의미합니다.”
이 새로운 결과는 ESO의 VLT (Very Large Telescope)의 ISAAC 다중 모드 계측기를 사용하여 주요 연구 프로젝트 인 희미한 적외선 외인도 조사 (FIRES)의 100 시간 이상 관찰 한 동안 수집 된 고유 한 데이터를 기반으로합니다. 은하까지의 거리는 서로 다른 광학 근적외선 파장 대역에서의 밝기로 추정되었습니다.
초기 우주 관찰
태양은 약 45 억 년 전에 형성되었다는 것이 잘 알려져 있습니다. 그러나 우리 은하계의 다른 별들 대부분은 언제 생겼습니까? 그리고 다른 은하계의 별들은 어떻습니까? 이것들은 오늘날의 천문학에서 중요한 질문 중 일부이지만, 세계에서 가장 큰 망원경을 사용한 관측으로 만 대답 할 수 있습니다.
이러한 문제를 해결하는 한 가지 방법은 시간을 되돌아 보면서 아주 어린 우주를 직접 관찰하는 것입니다. 이를 위해 천문학 자들은 매우 먼 은하에서 방출 된 빛이 우리에게 도달하기 전에 오랜 시간 동안 이동한다는 사실을 이용합니다. 따라서 천문학 자들이 그러한 원격 물체를 볼 때, 그들은 오래 전에 나타난 것처럼 그것을 본다.
그러나이 멀리있는 은하들은 매우 희미하므로 이러한 관측은 기술적으로 어렵습니다. 또 다른 합병증은 우주의 팽창으로 인해이 은하에서 나온 빛이 더 긴 파장 [2], 광학 파장 범위를 벗어나 적외선 영역으로 이동한다는 것입니다.
초기 은하를 좀 더 자세히 연구하기 위해 천문학 자들은 가장 긴 노출 기간 동안 희미한 빛을 모아서 가장 큰 지상 망원경을 사용해야합니다. 또한 적외선 감지 검출기를 사용해야합니다.
거대한 눈으로 망원경
“Hubble Deep Field South (HDF-S)”는 남쪽 별자리 Tucanae (“Toucan”)에있는 하늘의 매우 작은 부분입니다. 허블 우주 망원경 (HST)과 다른 강력한 망원경으로 매우 상세한 연구를 위해 선정되었습니다. HST에 의해 얻어진이 필드의 광학 이미지는 140 시간의 총 노출 시간을 나타낸다. 많은 지상 망원경은 또한이 하늘 지역, 특히 칠레의 ESO 망원경에서 물체의 이미지와 스펙트럼을 얻었습니다.
철저한 연구의 맥락에서 HDF-S 방향으로 2.5 x 2.5 arcmin2의 하늘 면적이 관찰되었다 (희미한 적외선 외갈 락 조사; FIRES, ESO PR 23/02 참조). HST의 WFPC2 카메라로 덮인 필드보다 약간 크지 만 보름달이 차지하는 영역보다 여전히 100 배 더 작습니다.
이 필드가 ESO Paranal Observatory에서 보이고 대기 조건이 최적 일 때마다 ESO 천문학 자들은이 방향으로 8.2m VLT ANTU 망원경을 가리켜 ISAAC 다중 모드 계측기로 근적외선 이미지를 촬영했습니다. 전체적으로이 필드는 100 시간 이상 관찰되었으며 결과 이미지 (ESO PR 23/02 참조)는 근적외선 Js 및 H 대역에서 가장 깊은지면 기반 뷰입니다. Ks-band 이미지는 지상에서든 우주에서든이 스펙트럼 대역의 모든 스카이 필드에서 가장 깊은 이미지입니다.
이 고유 한 데이터는 탁월한 견해를 제공하며 이제 젊은 우주에서 은하계 인구에 대한 전례없는 연구를 허용했습니다. 실제로, Paranal의 탁월한 관찰 조건으로 인해 VLT로 얻은 데이터는 뛰어난 이미지 선명도 (“보기”0.48 arcsec)를 가지며 품질 손실이 거의없이 HST 광학 데이터와 결합 될 수 있습니다.
더 푸른 색
천문학 자들은이 이미지에서 약 300 개의 은하를 분명하게 감지 할 수있었습니다. 그들 각각은 적색 편이를 결정하여 거리를 측정했다 [2]. 이것은 모든 개별 스펙트럼 대역에서 각 물체의 밝기를 근처의 은하의 밝기와 비교하여 새롭게 개선 된 방법으로 수행되었습니다.
이러한 방식으로, 은하가 약 1 억 5 천 5 백만 광년의 거리에 해당하는 z = 3.2만큼 높은 적색 편이로 현장에서 발견되었다. 다시 말해, 천문학 자들은 우주가 22 억 년 밖에되지 않았을 때와 같이이 멀리 떨어진 은하의 빛을보고있었습니다.
다음으로 천문학 자들은 적색 편이의 영향이 "제거"되는 방식으로 각 은하에서 방출되는 빛의 양을 결정했습니다. 즉, 그들은 은하 근처의 관측자에 의해 기록되었을 때 다른 파장 (컬러)에서 빛의 양을 측정했습니다. 물론 이것은 먼지에 크게 가려지지 않는 별의 빛만을 의미합니다.
주어진 우주 신기원에서 모든 은하들에 의해 서로 다른 파장에서 방출 된 빛을 요약하면, 천문학 자들은 또한 그 신기원에서 우주의 평균 색상 ( "우주 색")을 결정할 수 있습니다. 또한 우주가 나이가 들어감에 따라 색상이 어떻게 변했는지 측정 할 수있었습니다.
그들은 우주의 색이 시간이 지남에 따라 붉어지고 있다고 결론을 내립니다. 특히 과거에는 훨씬 더 파란색이었습니다. 지금, 거의 14,000 만년의 나이에, 우주는 일종의 베이지 색을 가지고 있습니다.
별은 언제 형성 되었습니까?
시간에 따른 우주 색의 변화는 그 자체로 흥미로울 수 있지만, 우주에서 별이 얼마나 빨리 모이는지를 결정하는데도 중요한 도구입니다.
실제로, 개별 은하의 별 형성은 복잡한 역사를 지니고 때로는 진정한“별-버스트”로 가속화되는 반면, 많은 은하계를 기반으로 한 새로운 관측은 우주에서 별 형성의“평균 역사”가 훨씬 간단합니다. 이것은 우주가 나이가 들어감에 따라 관측 된 우주 색의 부드러운 변화에 의해 분명해진다.
우주의 색을 사용하여 천문학 자들은 또한 우주에서 상대적으로 잘 알려지지 않은 별들의 평균 나이가 시간에 따라 어떻게 변했는지 확인할 수있었습니다. 우주는 과거보다 지금보다 훨씬 더 파란색 이었기 때문에, 우주는 지금보다 더 많은 푸른 색 (높은 질량, 짧은 수명)의 별을 만들어 내지 못하고 동시에 붉은 색 (낮은 질량) , 오래 전부터 별을 형성 한 별들의 별들은 여전히 존재한다. 청색, 거대한 별은 적색의 저 질량 별보다 더 빨리 죽기 때문에 별 그룹의 나이가 증가함에 따라 청색 단기 수명 별이 죽고 그룹의 평균 색상이 더 붉어집니다. 우주 전체도 마찬가지였습니다.
이 행동은 과거보다 아기가 적게 태어나고 사람들이 과거보다 더 오래 사는 현대 서구 국가의 고령화 추세와 유사하다. 전체 인구의 평균 연령이 증가하고있다.
천문학 자들은 우주의 나이가 약 3 억 년에 불과했을 때 이미 몇 개의 별이 형성되었는지를 결정했습니다. 푸른 색의 어린 별은 오래된 (빨간색) 별보다 더 많은 빛을 방출합니다. 그러나, 은하가 지금은 훨씬 더 붉어졌지만, 오늘날과 같이 어린 우주에는 거의 많은 빛이 있었기 때문에 이것은 오늘날보다 초기 우주에 별이 적 었음을 암시합니다. 이 연구는 현재보다 초기에 10 배 적은 별이 있다는 것을 보여줍니다.
마지막으로, 천문학 자들은 관측 된 은하에있는 별의 대략 절반이 오늘날 (14,000 백만 년)보다 약 절반의 나이 (빅뱅 이후 7 억 7 천만 년) 이후에 형성된다는 것을 발견했다.
이 결과는 매우 작은 하늘 장에 대한 연구에서 도출되었으므로 우주 전체를 완전히 대표하지는 않을 수 있지만, 현재의 결과는 다른 하늘 장에서 유지되는 것으로 나타났습니다.
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
