우리 우주가 어떻게 생겨나는지를 배우기 위해 과학자들은 우주에 깊이 깊숙이 파고 들었습니다. 궁극적으로, 그들의 목표는 우리 우주의 첫 은하가 언제 형성되고 그들이 우주 진화에 어떤 영향을 미쳤는지를 결정하는 것입니다. 가장 초기의 구조물을 찾으려는 최근의 노력은 지구에서 최대 130 억 광년, 즉 빅뱅 이후 약 10 억 년의 거리에 도달했습니다.
이를 통해 과학자들은 초기 은하계가 주변의 물질, 특히 중성 원자의 재 이온화에 어떤 영향을 미치는지 연구 할 수있게되었습니다. 불행히도, 대부분의 초기 은하들은 매우 희미하여 실내 공부가 어렵습니다. 그러나 국제 천문학 자 팀이 실시한 최근의 조사 덕분에 더 은하계의 거대한 은하계가 발견되어 초기 은하계가 어떻게 이온화를 이끄는지를 분명히 볼 수있었습니다.
"거대한 먼지가 많은 별을 형성하는 은하의 ISM 속성"에서 발견 된 내용을 자세히 조사한 연구 지 ~ 7“는 최근에 출판되었습니다 천체 물리학 저널 편지.독일 본 (Bonn)에있는 Max Planck Institute for Radio Astronomy의 연구원들이 이끄는이 팀은 SPT (Single Pole Telescope) -SZ 조사와 ALMA의 데이터에 의존하여 130 억 년 전에 존재했던 은하계를 발견했습니다. 빅뱅).
우주론의 빅뱅 모델에 따르면, 재 이온화는 "다크 에이지 (Dark Ages)"라고 알려진 기간 이후에 일어난 과정을 말합니다. 이것은 빅뱅 이후 3 억 8 천 5 백만에서 1 억 5 천만 년 사이에 발생했으며, 우주의 대부분의 광자들은 전자와 양성자와 상호 작용했습니다. 결과적으로이 기간의 방사선은 현재 계측기에서 감지 할 수 없으므로 이름입니다.
이 기간 직전에 수소와 헬륨 원자가 형성되기 시작한 "재조합"이 발생했습니다. 초기에 이온화 (전자가 핵에 결합되지 않음) 된이 분자들은 우주가 냉각됨에 따라 점차적으로 이온을 포획하여 중성이되었습니다. 빅뱅 이후 1 억 5 천만에서 10 억년 사이에 이어지는 기간 동안, 우주의 대규모 구조가 형성되기 시작했습니다.
이것은 본질적으로 최초의 별과 퀘이사가 형성되고 방사선이 주변 우주를 재 이온화 한 재 이온화 과정이었다. 그러므로 천문학 자들이 왜이 시대의 우주를 조사하고 싶어하는지는 분명합니다. 천문학 자들은 첫 번째 별과 은하, 그리고 그들이 우주에 어떤 영향을 미쳤는지를 관찰함으로써이 초기 시대가 오늘날 우리가 알고있는 우주로 이어진 모습을보다 명확하게 이해할 수 있습니다.
운 좋게도 연구팀에게는이시기의 거대하고 별을 형성하는 은하에는 많은 분진이 포함되어있는 것으로 알려져 있습니다. 광학 밴드에서는 매우 희미하지만이 은하계는 1 밀리미터 이하의 파장에서 강한 방사선을 방출하므로 남극 망원경 (SPT), Atacama Pathfinder Experiment (APEX) 및 Atacama Large Millimeter Array (ALMA)를 포함한 오늘날의 고급 망원경을 사용하여 탐지 할 수 있습니다. ).
연구를 위해 Strandet과 Weiss는 SPT의 데이터에 의존하여 초기 우주의 먼지가 많은 은하계를 감지했습니다. Max Planck Institute for Radio Astronomy의 Maria Strandet과 Axel Weiss (각 연구의 주요 저자 및 공동 저자)는 이메일을 통해 Space Magazine에 다음과 같이 말했습니다.
“우리는 SPT, APEX 또는 ALMA와 같은 mm 망원경으로 관찰 할 수있는 약 1 mm 파장의 빛을 사용했습니다. 이 파장에서 광자는 먼지의 열 복사에 의해 생성됩니다. 이 긴 파장을 사용하는 장점은 넓은 적색 편이 범위 (돌아 가기 시간)의 경우 거리가 증가함에 따라 발생하는 은하의 조광이 적색 편이로 보상되므로 관찰 된 강도는 적색 편이와 무관하다는 것입니다. 더 높은 적색 편이 은하의 경우, 먼지 스펙트럼과 같은 열 스펙트럼에 대해 방사선이 더 강한 (1 + z) 본질적으로 더 짧은 파장을보고 있기 때문입니다.”
그 후 ALMA의 데이터가 이어졌으며,이 연구팀은 성간 매체 (ISM)에서 일산화탄소 분자의 적색 편이 파장을 조사하여 은하의 거리를 결정하는 데 사용했습니다. 그들이 수집 한 모든 데이터로부터, 그들은 스펙트럼 선을 관찰함으로써이 은하들 중 하나의 특성 – SPT0311-58을 제한 할 수있었습니다. 그렇게함으로써 그들은이 은하가 빅뱅 이후 약 7 억 7 천만 년 전에 존재한다고 결정했다.
"1mm에서의 신호 강도는 적색 편이 (돌아 가기 시간)와 무관하기 때문에 물체가 상대적으로 (우주 론적 관점에서) 또는 재 이온화 시대에있을 경우, 우리는 우선적 인 단서가 없다"고 말했다. “그래서 우리는 ALMA를 사용하여 분자 라인의 방출을 통해 적색 편이를 결정하기 위해 대규모 조사를 수행 한 이유입니다. SPT0311-58은 이번 조사에서 발견 된 가장 높은 적색 편이 물이며, 실제로 지금까지 발견 된 가장 먼 먼지가 많은 별 형성 은하이다.”
관찰 결과, SPT0311-58의 질량은 약 3,300 억 태양 질량이며, 이는 은하계 (약 50 억 태양 질량)의 약 66 배에 달한다. 그들은 또한 매년 수천 천의 속도로 새로운 별을 형성하고 있다고 추정했는데, 이것은이시기에 인접한 이웃 은하의 경우도 마찬가지이다.
이 희귀하고 먼 물체는 초기 우주가 어떻게 생겼으며 그 이후로 어떻게 진화했는지 연구 할 수있는 최고의 후보 중 하나입니다. 이것은 천문학 자와 우주 론자들이 빅뱅 이론의 이론적 근거를 시험 할 수있게 해줄 것이다. Strandet과 Weiss는 Space Magazine에 그들의 발견에 대해 말했습니다.
“빅뱅 이후 7 억 7,500 만 년이 지난 지금이 근원지에 이미 많은 양의 먼지가 존재하기 때문에이 은하가 진화하는 것을 이해하는 데 중요합니다. 우주가 아직 어렸을 때 그러한 거대한 은하들이 이미 존재했다는 사실은 은하 질량 축적에 대한 우리의 이해에 강한 제약을가합니다. 또한 먼지는 매우 짧은 시간 안에 형성되어야하므로 첫 번째 인구의 먼지 생성에 대한 추가 통찰력을 제공합니다.”
우주를 더 깊이 들여다보고 시간을 거슬러 올라가는 능력은 늦게 많은 놀라운 발견으로 이어졌습니다. 그리고 이것들은 우주에서 일어난 일과 언제에 대한 우리의 가정에 도전했습니다. 그리고 결국, 과학자들은 우주 진화에 대한보다 상세하고 완전한 설명을 만들도록 과학자들을 돕고 있습니다. 언젠가 우리는 우주에서 가장 빠른 순간을 탐사하고 실제로 행동하는 모습을 볼 수도있을 것입니다!
