암흑 물질은 은하 주위에 빛의 후광을 만들 수 있습니다

M 101 바람개비 은하계 공간 벽지

바람개비 은하로도 알려진 Messier 101은 ESA의 XMM-뉴턴 우주 망원경으로 촬영한 이미지에서 자외선과 광학 파장에서 볼 수 있습니다. 새로운 연구는 암흑 물질이 빛과 상호 작용한다는 증거를 찾기 위해 바람개비 은하를 조사했습니다. (이미지 크레디트: ESA/XMM & R. Willatt)



암흑 물질은 완전히 어둡지 않을 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 암흑 물질이 빛 입자와 작은 상호 작용을 하는 경우 은하 주변에 가시광선을 생성할 수 있습니다.



우주에서 가장 어두운 물질에서 빛을 찾는 것은 모순처럼 보일 수 있지만 과학자들은 암흑 물질과 빛이 때때로 상호 작용할 가능성을 배제할 수 없습니다.

빛의 입자가 암흑 물질에서 흩어질 수 있다면 이 상호 작용이 은하 주변에 '빛의 후광'을 생성할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다. 새 연구의 저자들은 이 암흑 물질 빛을 찾을 수 있는 망원경이 작동 중이라고 말합니다. [ 갤러리: 우주 전체의 암흑 물질 ]

암흑 물질의 빛을 찾고 있습니다.



약 80% 우주의 물질은 암흑물질이다. 과학자들은 암흑 물질을 볼 수 없지만, 암흑 물질이 일반 물질에 중력을 작용하기 때문에 상당한 양으로 존재한다는 것을 알고 있습니다. 암흑 물질이 없으면 많은 은하가 날아가서 모든 별을 한데 묶을 수 없을 정도로 빠른 속도로 회전합니다.

주석이 달린 아티스트

주석이 달린 예술가의 인상은 우리 은하 주변에 예상되는 암흑 물질의 분포를 보여줍니다. 암흑 물질을 통과하는 별빛이 산란되어 빛의 '후광'을 만들 수 있습니다.(이미지 제공: ESO / L. Calçada)



과학자들은 암흑 물질을 직접 관찰한 적이 없습니다. 빛은 마치 존재하지 않는 것처럼 암흑 물질을 통과하는 것처럼 보입니다. 그러나 암흑 물질과 빛 사이의 상호작용이 일어날 가능성이 있지만 아직 관찰되지 않았습니다.

'[우리 연구의] 기본 아이디어는 아주 간단합니다. 암흑 물질이 완전히 어둡다고 말할 수 있습니까?' 파리 천체 물리학 연구소(Paris Institute of Astrophysics)의 박사후 연구원인 조나단 데이비스(Jonathan Davis)는 말했습니다. '우리는 그것이 얼마나 어두운지에 대해 숫자를 매기고 싶습니다.'

Davis는 은하계의 별빛이 때때로 암흑 물질을 산란시키면 은하계 주위에 빛의 후광을 생성할 것이라고 제안하는 새로운 논문의 주 저자입니다. 이 효과는 일반 물질의 빛 산란에 대해서도 동일합니다. 예를 들어 안개는 좁은 광선을 확산 광선으로 바꿀 수 있습니다.



'우리는 은하 주변에 암흑 물질이 존재한다는 것을 알고 있고 우리는 묻고 싶습니다. 은하의 빛이 먼지 구름처럼 암흑 물질을 흩어버릴 수 있다면, 당신은 실제로 이 빛을 관찰할 수 있습니까?' 데이비스가 말했다.

Davis와 그의 공동 저자인 Johns Hopkins University의 천체 물리학자인 Joseph Silk는 잠자리 망원 배열의 데이터를 사용하여 바람개비 은하라고도 알려진 은하 Messier 101 주변에서 이러한 종류의 빛을 찾기 시작했습니다.

'이 망원경은 은하 주변의 확산광을 찾도록 설계되었습니다. 암흑 물질의 맥락에서가 아니라 이 빛을 찾기 위해 데이터의 용도를 변경할 수 있습니다.'라고 Davis가 말했습니다. '[잠자리 망원경]은 정말 밝은 은하 중심과 은하의 어두운 외곽 사이의 높은 대비를 찾는 데 정말 탁월합니다.'

사냥은 공허하게 나타났습니다. 이 특정 파장에는 후광이 없었습니다. 그러나 Davis는 그 결과가 누군가가 이러한 후광 중 하나에 대해 더 헌신적으로 검색하도록 영감을 주기를 희망한다고 말했습니다. [ 8개의 황당한 천문학 미스터리 ]

어두운 입자

과학자들은 모른다 어떤 종류의 입자 (또는 입자)는 암흑 물질을 구성하므로 다른 입자와 어떤 종류의 상호 작용을 하는지 알지 못합니다. 이러한 상호 작용은 다소 드물 수 있습니다.

예를 들어 중성미자라고 불리는 입자는 매일 매초 지구에 쏟아지지만 대부분은 유령처럼 물질을 통과합니다. 그러나 때때로 중성미자는 규칙적인 물질의 원자와 충돌합니다. 암흑 물질 입자는 유사하게 낮지만 존재하지 않는 빛과의 상호 작용 속도를 가질 수 있습니다.

Davis는 암흑 물질이 빛과 상호 작용한다면 그것은 하전 입자로 만들어져야 할 것이라고 말했습니다. 주요 암흑 물질 이론 중 하나는 약하게 상호 작용하는 거대한 입자를 선호합니다. 윔스 , 중립적입니다. 그러나 Davis는 하전 입자를 포함하는 암흑 물질에 대한 다른 이론이 있다고 말했습니다.

Davis와 Silk는 빛과 암흑 물질의 상호 작용을 찾는 유일한 과학자가 아닙니다. 더럼 대학교(University of Durham)의 캐롤린 뵤(Carolyn Boehm)(데이비스의 박사 학위 고문)은 암흑 물질과 빛의 상호 작용이 은하와 은하단의 형성에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 연구하는 데 수년을 보냈습니다.

암흑 물질이 광자 및 기타 입자와 상호 작용하면 이러한 상호 작용이 암흑 물질을 산란시킬 수 있습니다. 이것은 차례로 가스를 가두어 결국 은하를 형성하는 구조를 쓸어버릴 수 있습니다. 보도 자료에 따르면 왕립 천문 학회에서. 9월에 Boehm은 암흑 물질과 광자 상호 작용이 은하가 많지 않은 이유를 설명할 수 있다고 제안하는 논문을 공동 저술했습니다. 은하수를 도는 , 일부 과학자들의 예상대로.

Boehm은 demokratija.eu에 보낸 이메일에서 Davis와 Silk의 새로운 작업의 장점은 빛과 암흑 물질의 상호 작용을 제한하기 위해 후광을 사용한다는 아이디어에 있다고 생각한다고 말했습니다.

Davis는 앞으로 이 새로운 연구의 출판이 우주에서 가장 어두운 물질로부터 빛을 찾는 일에 동참하고자 하는 다른 과학자들의 관심을 끌기를 희망한다고 말했습니다.

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