지금까지 발견된 가장 오래된 감마선 폭발은 우주 쓰레기 조각에 불과했습니다.

과학자들이 관측한 모든 은하 중 가장 멀고 오래된 은하일 수 있다고 생각하는 은하 GN-z11은 COODS-North 측량의 이미지에 겹쳐져 있습니다.

과학자들이 관측한 모든 은하 중 가장 멀고 오래된 은하일 수 있다고 생각하는 은하 GN-z11은 COODS-North 측량의 이미지에 겹쳐져 있습니다. (이미지 제공: NASA, ESA, P. Oesch(Yale University), G. Brammer(STScI), P. van Dokkum(Yale University) 및 G. Illingworth(University of California, Santa Cruz))



때때로 플래시는 그저 우연일 뿐입니다.



과학자들이 처음에 우주에서 가장 오래된 알려진 은하에서 나온 감마선 폭발의 획기적인 발견이라고 믿었던 신호는 사실 지구 궤도에 있는 사용된 로켓 단계에서 나오는 햇빛의 반사라는 새로운 논문이 발견되었습니다.

실망스러운 결론은 2017년 하와이에서 쌍둥이 Keck 망원경 중 하나가 우연히 목격한 기원에 대해 여러 팀이 참여한 토론 후 폴란드 과학자 팀에서 나왔습니다. 극도로 드문 감마선 폭발에 비해 폴란드 팀은 플래시를 유발한 정확한 물체를 추적할 수 있었습니다.



폴란드 Adam Mickiewicz 대학의 천문학자이자 이번 연구의 주저자인 Michal Michalowski는 guesswhozoo.com에 '공개적으로 사용 가능한 다른 세 가지 궤도 계산 소프트웨어와 비교하여 계산을 확인했습니다.

그렇다면 Keck 망원경은 정확히 무엇을 보았으며 어떻게 가장 강력한 빛의 섬광을 착각하는 것이 가능합니까? 우주 수십억 광년 떨어진 곳에서 햇빛이 우주 쓰레기 조각에 반사되어 발생합니까?

관련된: 천문학자들은 초신성에서 나오는 희미한 감마선 폭발을 포착합니다.



우연한 목격

중국 베이징 대학의 과학자들이 이끄는 최초의 관측 뒤에 있는 팀은 우주에서 가장 오래된 은하 중 하나를 연구하기 시작했습니다. 로 알려진 GN-z11 , 은하는 130억 광년 이상 떨어져 있습니다. 지구 . 이것은 망원경이 약 4억 2천만 년 후의 모습으로만 볼 수 있다는 것을 의미합니다. 빅뱅 , 우주가 아주 어렸을 때.

팀은 Keck 망원경 중 하나에 장착된 MOSFIRE라는 근적외선 분광기를 사용했습니다. 분광기는 이미지를 캡처하는 대신 특정 파장의 빛에서 천체의 밝기를 측정합니다. 팀이 GN-z11을 3분 동안 측정하고 있을 때 갑자기 은하계에 불이 들어왔습니다. 그러나 다음 3분 이내에 신호가 정상으로 돌아왔습니다.

다른 가능성을 배제한 후, 과학자들은 갑작스러운 밝아짐이 감마선 폭발임에 틀림없다고 결론지었습니다. 감마선 폭발은 일생을 마감할 때 거대한 별이 폭발하여 생성된 것으로 여겨지는 우주에서 가장 밝고 가장 에너지가 넘치는 빛의 섬광입니다. 천문학자들은 초신성을 부른다. 불과 몇 초 동안 지속되는 감마선 폭발은 주변 우주의 다른 모든 것보다 잠시 동안 빛을 발합니다. 그러나 그들의 기원을 추적하는 것은 지금까지 어려운 일이었습니다.



그들의 발견을 발표했다 지난 12월 네이처 천문학 저널에서 발견은 대단한 일처럼 보였다. 과학자들은 그러한 오래된 은하에서 감마선 폭발을 관찰한 적이 없으며, 이를 보는 것은 초기 우주에 대한 새로운 정보를 밝힐 것입니다.

너무 애매하다

그러나 다른 천문학자들은 곧 그 발견에 의문을 제기하기 시작했고, 서류 월요일(10월 4일) Nature Astronomy 저널에 무엇이 잘못되었는지 설명했습니다.

하나는 덴마크 코펜하겐 대학의 천문학 부교수인 Charles Steinhardt와 그의 동료들이 보기에 희귀한 감마선 폭발을 우연히 목격한 것이 아니라 지구 주위를 도는 물체에 의해 밝아진 것 같다고 주장했습니다. 이유: 확률.

Steinhardt는 guesswhozoo.com에 '이와 같은 감마선 폭발을 포착할 확률은 100억 분의 1 정도로 매우 낮습니다.

천문학자들은 위성이 하루에 한 번 정도 감마선 폭발을 감지하지만 같은 기간 동안 대략 500번 정도가 발생한다고 추정합니다. 그러나 대부분의 경우 과학자들은 이러한 폭발이 어느 은하에서 왔는지 전혀 모릅니다.

'우리가 감마선을 감지하는 데 사용하는 큰 감마선 망원경은 폭발이 일어났고 그 일이 발생한 하늘의 거친 영역을 알려줄 뿐입니다.'라고 Steinhardt가 말했습니다. '당신이 정확한 은하를 알고 싶다면 플래시를 포착하고 그 근원을 찾을 수 있을 만큼 빨리 광학 망원경으로 그 지역을 가리켜야 할 것입니다. 하지만 그렇게 할 수 있는 시간은 최대 100초뿐입니다.'

감마선 버스트의 아티스트 인상.

감마선 버스트의 아티스트 인상.(이미지 제공: NASA)

확률

무작위 이미징 캠페인 중에 가장 오래된 알려진 은하에서 감마선 폭발을 포착하는 것은 너무 운이 좋은 것처럼 보였습니다. 따라서 Steinhardt와 그의 동료들은 중국 팀이 배제한 것을 재고하는 것을 포함하여 다른 설명을 찾았습니다. 과학자들은 MOSFIRE 기록 보관소를 트롤링하여 다른 관찰에서 수십 개의 유사한 사건을 발견했습니다.

'우리가 밝기 신호를 보았을 때 실제로 이전에 감지된 10,000개의 감마선 버스트 중 하나처럼 보이지 않았습니다.'라고 Steinhardt가 말했습니다. '예를 들어 우리 태양과 같은 전형적인 별처럼 보였습니다. 그래서 햇빛을 반사하는 모든 것이 포함될 수 있습니다.'

원본 논문에서 중국 팀은 위성의 반사가 밝기를 유발할 수 없다고 주장했습니다. 과학자들은 알려진 위성과 파편 조각의 사용 가능한 궤도 정보를 확인했지만 궤적이 목격된 것과 일치하는 물체를 찾지 못했다고 썼습니다. 천문학자들은 또한 위성이나 파편이 그러한 관측을 방해할 가능성은 극히 낮을 것이라고 썼습니다. 그러나 Steinhardt와 그의 동료들의 결과는 그러한 사건이 발생할 확률이 1,000분의 1 정도라는 더 유리한 가능성을 제시합니다.

Steinhardt는 '감마선 폭발을 포착할 확률이 1000분의 1인 것과 1,000분의 1의 확률로 이와 같은 위성을 포착할 수 있다면 인공위성을 포착했을 가능성은 분명히 100만 배 더 높습니다.'라고 말했습니다.

광학 망원경의 이미지 흔적이 있는 천문학자들이 다음과 같은 위성 거대 별자리에 대한 제한을 요구함에 따라 궤도를 도는 위성의 비율이 최근 각광을 받고 있습니다. 스페이스X 의 Starlink 인터넷 전송 프로젝트. 얼룩이 분명하고 출처가 분명합니다. 그러나 분광 측정의 경우 노이즈를 찾아내는 것이 훨씬 더 어렵습니다.

범인 추적

Michalowski는 '분광학에서 그것을 구별하는 것은 매우 어렵습니다. '분광기는 매우 좁은 슬릿을 통해 빛을 받아들입니다. 인공위성은 슬릿 외부에 있다가 갑자기 아주 짧은 순간 동안 슬릿 내부에 있게 됩니다. 거기까지 이어지는 흔적은 없습니다.'

Steinhardt의 추정에 자극을 받은 Michalowski와 그의 팀은 공전하는 물체의 공개적으로 사용 가능한 Space-Track 데이터베이스를 검색하여 밝기의 실제 원인을 추적했습니다. Michalowski는 고도로 타원 궤도에서 지구를 도는 Breeze-M 상단 단계가 정확한 시간에 정확한 위치에 있었다고 말했습니다.

흥미롭게도 중국 팀은 원래 Calsky라는 웹 기반 천문 계산기를 사용한 계산을 기반으로 이 로켓 단계를 제외했습니다. 그러나 Michalowski는 그들의 계산이 틀렸다고 확신합니다.

'원래 계산이 다른 이유를 말하기는 어렵다'고 그는 말했다. '팀이 사용하는 소프트웨어가 다운되어 재현이 불가능합니다. 우리의 계산은 다른 4개와 일치하므로 우리는 우리가 옳았다고 상당히 확신합니다.'

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천문학에서 증가하는 문제

이 수수께끼는 천문학의 증가하는 문제를 강조합니다. 궤도에 있는 인공위성과 우주 쓰레기 물체의 수가 증가하면 천체 관측과 우주 탐사가 방해를 받습니다. 최근 연구에 따르면 SpaceX가 현재 계획 중인 Starlink 별자리의 위성 12,000개를 모두 배치한 후 광시야 망원경으로 천체 관측의 최대 40%가 중단될 수 있다고 추정했습니다.

Michalowski에 따르면 솔루션은 쉽지 않습니다. Michalowski는 '지금도 위성이 이미지를 가로지르는 수많은 예가 있으며 더 나빠질 것입니다'라고 말했습니다. '유일한 해결책은 이 인공위성을 관찰하고 궤도를 더 정확하게 결정하여 무언가가 실제로 천문학적인 사건인지 아니면 지나가는 인공위성인지 알려주는 매우 정확한 카탈로그를 만드는 것입니다.'

Steinhardt는 동의했습니다. '만약 우리에게 좋은 데이터베이스가 있었다면, 위성이나 파편 조각이 그 특정 순간에 하늘의 그 부분을 통과할 것이라는 것을 알았다면, 우리는 그 순간 동안 관측을 중단하고 통과하기를 기다렸을 것입니다. , 그리고 다음 노출을 시작했다'고 말했다. '그런 일이 일어나지 않은 이유는 바로 지금 우리에게 올바른 데이터베이스나 올바른 툴킷이 없기 때문입니다.'

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