하버드 천문학자들은 은하수의 뒤틀린 모양은 암흑물질의 불규칙한 후광 때문이라고 제안합니다. 이는 과거 은하 충돌 이론을 뒷받침하고 암흑 물질의 본질에 대한 통찰력을 제공합니다. 크레딧: Stefan Payne-Wardenaar; 마젤란의 구름: 로버트 젠들러/ESO

천문학자들의 발견은 우리 은하가 어떻게 진화했는지에 대한 가설을 뒷받침합니다.

그만큼 은하수 그것은 종종 먼지, 가스, 별들로 이루어진 편평하고 회전하는 원반으로 묘사됩니다. 그러나 축소하여 서라운드 사진을 찍을 수 있다면 실제로는 비닐 LP를 비틀고 구부리려는 것처럼 뚜렷한 뒤틀림이 있습니다.

과학자들은 오랫동안 관측 데이터를 통해 은하수가 왜곡되어 있고 그 가장자리가 치마처럼 벌어져 있다는 사실을 알고 있었지만 누구도 그 이유를 설명할 수 없었습니다.

하버드 천문학자들의 발견

그리고 지금은 천체물리학 센터의 하버드 천문학자들 | 하버드와 스미소니언(CFA)은 은하수가 암흑 물질의 불규칙한 후광에 둘러싸여 있다는 강력한 증거를 통해 이 현상을 완전히 설명하는 첫 번째 계산을 수행했습니다. 이 연구는 또한 은하계가 어떻게 진화하는지에 대한 현재의 생각을 발전시키고 암흑 물질의 신비에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.

갤럭시 ESO 510 G13의 엣지

은하수의 은하 원반은 여기 사진에 있는 은하 ESO와 유사하게 뒤틀리고 빛나고 있습니다. NASA의 허블 우주 망원경은 이 특이한 은하를 촬영하여 먼지로 뒤틀린 원반의 놀라운 세부 사항을 보여주고 충돌하는 은하가 어떻게 새로운 별을 탄생시키는지를 보여줍니다. 우리 은하수처럼 일반적인 나선은하의 먼지와 나선팔은 가장자리에서 보면 평평하게 보입니다. 이미지 출처: NASA/우주 망원경 과학 연구소

새로운 계산은 CfA 산하 그리핀 예술대학원 학생인 Jesse Han 지원이 주도했습니다. 잡지에 게재됨 자연 천문학이 연구에는 공동 저자인 CfA와 천문학부의 교수인 Charlie Conroy와 Lars Hernquist가 포함되어 있습니다.

항성 코로나와 암흑물질

우리 은하는 우주 더 멀리까지 뻗어 있는 항성 코로나라고 불리는 확산 구름 안에 있습니다. 작년에 발표된 획기적인 연구에서 하버드 팀은 별 코로나가 제플린이나 축구공처럼 기울어져 있고 타원형이라고 결론지었습니다.

따라서 팀은 은하수 내부와 주변의 모든 것을 포함하는 더 큰 실체인 암흑 물질 후광에 대해 동일한 모양을 취했습니다. 암흑물질은 은하 질량의 80%를 차지하지만 빛과 상호작용하지 않기 때문에 눈에 보이지 않으므로 그 후광의 모양을 유추해야 합니다. 직사각형의 기울어진 암흑 물질 후광 내부의 별 궤도를 계산하기 위해 모델을 사용하여 팀은 휘어지고 빛나는 은하에 대한 현재 관측과 거의 완벽하게 일치하는 것을 발견했습니다.

기념물과 비전

Conroy는 “기울어진 어두운 코로나는 실제로 시뮬레이션에서 상당히 흔하지만 그것이 은하수에 미치는 영향을 조사한 사람은 아무도 없습니다.”라고 말했습니다. “기울기는 우리 은하의 진동 디스크의 크기와 방향을 설명하는 좋은 방법이라는 것이 밝혀졌습니다.”

과학자들은 오랫동안 은하계 충돌의 결과로 은하수가 형성되었다고 믿어 왔습니다. 천문학자들의 연구는 이 가설을 확증해 줍니다.

“은하가 스스로 진화한다면 아름다운 구형 후광, 아름다운 평면 원반을 갖게 될 것입니다.”라고 Hahn은 말했습니다. “그래서 후광이 기울어져 있고 축구공 같은 모양을 하고 있다는 사실은 우리 은하가 두 은하가 충돌하는 합병 사건을 경험했다는 것을 암시합니다.”

“기울기는 우리 은하의 진동 디스크의 크기와 방향을 설명하는 좋은 방법이라는 것이 밝혀졌습니다.”
Charlie Conroy, 천문학부

암흑 물질 후광의 가능한 모양에 대한 그들의 계산은 물리학에서 아직 풀리지 않은 미스터리로 남아 있는 암흑 물질 입자 자체의 특성과 본질에 대한 단서를 제공할 수도 있습니다. “우리 데이터에서 은하계가 구형이 아니라는 사실은 암흑 물질이 그 자체와 상호 작용할 수 있는 데 어느 정도 한계가 있음을 시사합니다.”라고 Hahn은 설명했습니다.

이러한 결과에 대한 신뢰는 우주의 대부분을 구성하는 관찰할 수 없는 암흑 물질을 지능적으로 연구하는 더 나은 방법으로 이어질 수 있습니다. 여기에는 은하계를 떠도는 암흑 물질의 작은 후광인 암흑하후광의 운동학적 특징을 포착하는 새로운 방법이 포함됩니다.

참고: “은하 원반의 경사진 암흑 후광과 플레어의 기원” Jeon Jesse Han, Charlie Conroy, Lars Hernequist 저, 2023년 9월 14일, 자연 천문학.
도이: 10.1038/s41550-023-02076-9

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