가이아 탐사선, 50만 개 이상의 미지의 별 '금광' 발견

유럽 우주국의 가이아 망원경은 새로 발견된 별 50만 개를 공개했으며, 150,000개가 넘는 소행성의 궤도를 자세히 설명했습니다. 가이아 임무는 지금까지 편집된 가장 포괄적인 항성 카탈로그를 계속해서 생성하면서 우주 물체에 대한 새로운 정보의 '금광'을 드러냈습니다. 가이아의 집중 제품 릴리스로 알려진 새 릴리스에는 50만 개 이상의 새로운 희미한 별, 380개 이상의 새로운 중력 렌즈 퀘이사 및 150,000개가 넘는 태양계 소행성의 위치가 포함되어 있습니다. 18억 개의 별에 대한 데이터를 담고 있는 가이아가 만든 은하수 은하와 우주 뒷마당에 대한 포괄적인 지도를 통해 과학자들은 계속해서 우리 우주 역사를 깊이 파헤칠 수 있습니다. 새 릴리스는 지도가 형성될 때 해당 지도의 몇 가지 중요한 공백을 채웁니다. 가이아의 운영자인 유럽 우주국에 따르면, 새로운 데이터는 우주 망원경이 처음에 발견하려고 설계된 것보다 훨씬 더 흥미롭고 예상치 못한 과학과 발견을 제공합니다. 새로운 연구 자료는 가이아의 세 번째 데이터 릴리스를 기반으로 합니다. 포괄적이기는 하지만 릴리스에는 우주 망원경으로 아직 매핑되지 않은 하늘의 간격이 포함되어 있으며 밝게 빛나지 않는 희미한 주변의 별들을 간과했습니다. 이것의 특별한 예는 구상 성단입니다. 구상 성단은 우주에서 오래된 물체 중 하나로 밝은 별이 빽빽하게 모여 있어 망원경으로 연구할 수 없을 정도로 빽빽하게 모여 있습니다.

 

별 측량 우주 망원경의 새로운 릴리스 중 일부는 약 천만 개의 별을 포함하는 은하계의 가장 거대한 구상 성단인 오메가 센타우리에 초점을 맞췄습니다. 이는 망원경이 지금까지 연구한 우주에서 가장 혼잡한 영역이 되었습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 유럽 우주국 천문학자들은 약 15,800광년 거리에 있는 오메가 센타우리에 가이아를 집중시켰습니다. 이 센타우리는 지구와 상대적으로 가깝고 이 유형의 다른 은하단 연구를 위한 대용으로 사용할 수 있습니다. 연구 수석 저자이자 가이아 협력 회원인 카챠 웨인그릴은 "오메가 센타우리에서 우리는 단 하나의 성단에서 가이아가 이전에 볼 수 없었던 50만 개 이상의 새로운 별을 발견했다"라고 말했습니다. 가이아가 전문적으로 수행하는 성단 내의 단일 별에 초점을 맞추는 대신, 우주 망원경은 가이아가 구상 성단의 중심 주위에 있는 더 넓은 하늘 패치를 시야에 들어올 때마다 볼 수 있는 특수 모드로 오메가 센타우루스자리를 관찰했습니다. 따라서 새로운 관찰은 이 특수 모드와 가이아의 장비를 테스트하는 데에도 도움이 되었습니다. 웨인그릴은 "우리는 이것을 과학에 사용할 것이라고는 예상하지 못했다. 이는 이번 결과를 더욱 흥미롭게 만든다"라고 덧붙였습니다. 새로운 데이터는 가이아 은하수의 입체적인 지도에서 일부 미탐사 지역을 채우는 데 도움이 되었지만, 오메가 센타우루스 구상 성단을 더 잘 모델링하는 데 도움이 되므로 과학자들에게도 흥미로울 것입니다.

 

연구 공동 저자이자 가이아 협업 회원인 알렉세이 민트는 "우리의 데이터를 통해 가이아의 일반 파이프라인에서 적절하게 측정하기에는 너무 가까이 있는 별을 감지할 수 있었다"라고 말했습니다. 이어 새로운 데이터를 통해 성단의 구조, 구성 별이 어떻게 분포되어 있는지, 어떻게 움직이는지 등을 연구하여 센타우루스자리 오메가의 완전한 대규모 지도를 만들 수 있었다고 설명했습니다. 또한 알렉세이 민트는 "이는 가이아를 최대한 활용하고 있으며, 나는 이 놀라운 우주 도구를 최대 전력으로 배치했다"라고 말했습니다. 이와 관련하여, 집중 제품 릴리스의 새로운 데이터 릴리스는 가이아 데이터 릴리스 4에서 앞으로 나올 내용의 맛보기일 뿐입니다. 우주 망원경은 현재 유사한 방식으로 은하수의 추가 8개 영역을 탐색했으며, 오메가 센타우리를 조사했습니다. 결과적으로 데이터 릴리스 4는 오메가 센타우리와 같은 우주 구성 요소를 연구함으로써 실제 나이, 중심의 정확한 위치, 역사 전반에 걸쳐 다른 은하와 충돌했는지 여부 등 우리은하에 대한 세부 정보를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

중력렌즈 사냥꾼인 '가이아'

더 넓은 규모로 우주를 연구하도록 설계되지는 않았지만, 가이아의 집중 제품 릴리스는 우주의 진화 및 정확한 나이와 같이 우주 전체를 이해하는 데 필수적인 것들을 밝혀낼 수 있음을 보여줍니다. 가이아가 우주론에 영향을 미칠 수 있는 방법 중 하나는 천문학자들이 중력 렌즈라고 부르는 고대 은하와 같은 먼 배경 광원의 빛을 증폭하는 데 사용할 수 있는 성단과 같은 밀도가 높은 물체를 찾는 것입니다. 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측된 효과 덕분에 작동합니다. 이는 질량 물체가 시공간 구조 자체를 '뒤틀린다'는 것을 의미합니다. 질량이 클수록 뒤틀림이 더 심해집니다. 뒤틀린 물체가 지구와 먼 광원 사이에 있을 때, 그 먼 광원에서 나온 빛은 중간 물체를 통과하여 우리를 향해 '구부러져' 있습니다. 편향 정도는 빛의 경로가 질량원에 얼마나 가까운지에 따라 달라집니다. 결과적으로 동일한 광원의 빛은 서로 다른 시간에 지구에 도착하며 단일 물체가 동일한 이미지의 여러 지점에 나타날 수 있습니다. 이 효과는 먼 소스를 증폭시켜 일반적으로 너무 멀고 희미한 물체를 볼 수 있게 해줍니다. 제임스 웹 우주망원경은 현재 이 현상을 이용하여 우주에서 가장 오래된 은하계 중 일부를 관찰하고 있습니다. 가이아는 더 많은 중력 렌즈를 가진 물체, 특히 블랙홀에 먹이를 공급하여 은하계의 활동적인 심장인 퀘이사를 찾아 이를 도울 수 있습니다. 중력 렌즈로 인해 반복되는 이미지가 종종 서로 뭉쳐서 단일 물체가 이미지에 번져 나타나 잘못 식별될 수 있기 때문에 렌즈가 있는 퀘이사를 발견하는 것은 쉽지 않습니다.

 

공동 저자이자 가이아 공동 작업 멤버인 크리스틴 뒤쿠랑은 "가이아는 진정한 렌즈 탐색자이다. 가이아 덕분에 우리가 보는 물체 중 일부가 별처럼 보이지만 단순히 별이 아니라는 사실을 발견했다"라고 말했습니다. 그들은 실제로 아주 멀리 떨어져 있는 렌즈를 가진 퀘이사이며, 블랙홀에 의해 구동되는 매우 밝고 에너지 넘치는 은하핵입니다. 크리스틴 뒤쿠랑은 "우리는 이제 가능성이 높은 50개를 포함하여 렌즈형 퀘이사에 대한 381개의 확실한 후보를 제시한다. 우주론자들을 위한 금광이자 지금까지 한 번에 발표된 후보 중 가장 큰 세트다"고 설명했습니다. 이 후보들은 가능한 퀘이사 후보 목록에서 선택되었습니다. 그중 일부는 데이터 릴리스에 포함되었으며, 렌즈로 표시된 물체 중 5개는 '아인슈타인 십자가'라고 불리는 희귀한 형태로 나타납니다. 이는 단일 물체의 빛이 십자가 모양의 동일한 이미지에서 여러 위치에 나타날 때 발생합니다. 2021년에 가이아는 아인슈타인 십자가 중 12개를 발견했습니다. 연구 공동 저자인 가이아 공동 회원인 로랑 갈루치오는 "가이아의 가장 큰 장점은 어디에서나 볼 수 있다는 것이다. 그래서 우리는 어디를 봐야 할지 알 필요 없이 렌즈를 찾을 수 있다"라고 말했습니다. 이어 "이 데이터 공개를 통해 가이아는 고해상도에서 중력 렌즈에 대한 전천 조사를 달성하는 첫 번째 임무다"라고 덧붙였습니다. 이는 가이아가 2023년 7월에 발사된 유럽 우주국의 암흑 물질 및 암흑 에너지 탐정 유클리드와 협력하여 우주 내용의 약 95%를 구성하는 우주의 신비한 측면을 조사하는 데 도움을 줄 수 있음을 보여줍니다. 가이아의 새로운 릴리스는 또한 우주 망원경이 집에 훨씬 더 가까운 유용성을 가지고 있음을 보여줍니다.

 

가이아를 사용하여 소행성, 적색거성 등을 추적한다

새로운 가이아 릴리스의 일부는 데이터 릴리스에서 식별된 지구 주변 소행성 156,823개에 대한 세부 정보를 보여주며, 이전 관측보다 20배 더 정밀하게 위치를 파악하고 궤도를 제한합니다. 유럽 우주국 우주 망원경은 이전보다 거의 두 배나 긴 시간 동안 우주 암석을 관찰함으로써 이를 수행했습니다. 유럽 우주국은 다가오는 가이아 데이터 덤프 데이터 릴리스 4가 우주 망원경으로 볼 수 있는 소행성의 수를 두 배로 늘릴 뿐만 아니라 지구 주변의 혜성과 위성까지 포함하여 가이아가 관찰하는 태양계 몸체의 수를 늘릴 것이라고 예측합니다. 새로운 가이아 릴리스에는 10,000개 이상의 쌍성 적색 거성의 역학 관찰이 포함되어 있어, 지금까지 수집된 항성 물체 중 가장 큰 컬렉션이 되며 은하수 원반의 별 사이를 표류하는 가스와 먼지의 신호가 포함됩니다. 유럽 우주국 가이아 프로젝트 과학자 티모는 "주요 초점은 항성 측량자로서의 것이지만, 가이아는 태양계의 암석체부터 수십억 광년 떨어진 곳에 있는 이미지화된 퀘이사를 증식시키는 것까지 모든 것을 탐구하고 있다"라고 말했습니다. 프루스티는 "임무는 우주와 그 안에 있는 물체에 대한 진정으로 독특한 통찰력을 제공하는 것이며, 우리는 우리 주변의 하늘에 대한 우주의 넓은 전천후 관점을 실제로 최대한 활용하고 있다"라고 말을 남겼습니다.