별빛, 빛나는 별, 밤이 얼마나 멀리 보이는지.
천문학자들은 수요일에 지금까지 본 것 중 가장 멀리 있고 가장 오래된 별, 즉 129억 년 전 또는 우주를 탄생시킨 빅뱅 이후 9억 년 후에 밝게 빛나는 한 점을 발견했다고 발표했습니다.
이것은 별의 빛이 지구에 도달하기 위해 129억 광년을 여행했다는 것을 의미합니다.
결과는 사용하려는 노력의 일부였습니다. 허블 우주 망원경 우주에서 가장 오래되고 가장 멀리 있는 은하를 찾기 위해. 운이 좋은 우연의 일치로 천문학자들은 그 은하들 중 하나에 있는 단일 항성계를 식별할 수 있었습니다.
볼티모어에 있는 존스 홉킨스 대학의 대학원생인 브라이언 웰치는 다음과 같이 말했습니다. 네이처(Nature) 저널 수요일에 발표된 연구 논문은 이 발견을 설명합니다..
일반적으로 멀리 있는 물체는 너무 어두워서 볼 수 없습니다. 하지만 아인슈타인의 일반 상대성 이론중력이 공간을 구부리는 방법을 설명하는 는 유용한 솔루션을 제공합니다. 근처에 있는 거대한 은하단은 별과 그 뒤에 있는 먼 은하의 빛을 증폭하는 렌즈 역할을 할 수 있습니다.
허블 우주 망원경을 사용한 조사에서는 41개의 은하단을 조사했습니다. Welch는 “정말로 거대한 은하단 그룹을 볼 때 그 뒤에 매우 거대한 물체를 찾을 수 있는 좋은 기회가 있습니다.”라고 말했습니다.
제임스 웹 우주 망원경에 대해 자세히 알아보기
거의 백만 마일을 여행한 후 제임스 웹 우주 망원경은 목적지에 도달했습니다. 그는 우주를 관찰하는 데 몇 년을 보낼 것입니다.
Welch 씨는 은하단이 일반적으로 뒤에 있는 물체의 밝기를 최대 10배까지 확대한다고 말했습니다.
그러나 빛은 동일하게 확대되지 않습니다. 시공간의 잔물결은 웅덩이의 바닥에 빛나는 반점의 패턴을 만드는 웅덩이 표면의 잔물결과 같은 빛나는 반점을 생성할 수 있습니다. 멀리 떨어져 있는 확대된 은하를 조사하면서 천문학자들은 빛의 점이 잔물결 중 하나와 정렬되어 그 광도가 천 배 이상 증폭되었음을 발견했습니다.
Welch 씨는 “은하는 이 긴 초승달 모양의 호로 뻗어 있는 종류입니다.”라고 말했습니다. “그러면 별은 그 구성요소 중 하나일 뿐입니다.”
우주가 팽창함에 따라 멀리 있는 물체는 더 빠르게 움직입니다. 이것은 빛의 주파수를 더 긴 파장으로 이동시킵니다. Welch와 그의 동료들이 발견한 이 별은 천문학자들이 6.2라고 부르는 적색편이를 갖고 있는데, 이는 가장 멀리 떨어져 있는 개별 별에 대한 이전 기록보다 훨씬 높은 것입니다. 2018년에 보고된 이 별은 우주 나이가 약 40억 년에 해당하는 1.5의 적색 편이가 있었습니다.
연구원들은 새로운 별을 에아렌델(Earendel)이라고 불렀습니다. 그것이 하나의 별이라면 천문학자들은 그것이 우리 태양 질량의 약 50배인 거대한 별이라고 추정합니다. 또한 2개 이상의 별 시스템이 될 수도 있습니다.
Earendel과 은하단의 정렬은 몇 년 동안 지속되므로 Earendel은 새로 발사된 은하단의 관측 첫 해 동안 표적 중 하나가 될 것입니다. 제임스 웹 우주 망원경허블보다 더 큰 거울을 가지고 있고 더 긴 적외선 파장에서 빛을 수집합니다.
Webb의 관찰은 파장 스펙트럼에 걸쳐 밝기를 측정할 수 있을 것입니다. 이것은 천문학자들이 별의 온도를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. Welch 씨는 “이것이 다른 종류의 것과 비교하여 별이라는 것을 절대적으로 확실하게 말하려면 해당 스펙트럼이 정말로 필요합니다.”라고 말했습니다.
Welch 씨는 나중에 Webb의 더 자세한 관찰이 Earendel의 구성을 결정할 수 있다고 말했습니다. 빅뱅은 수소와 헬륨과 같은 가장 가벼운 원소만을 생성했습니다. 따라서 첫 번째 별에는 별 내부의 융합 반응과 죽어가는 별의 폭발에서 발생하는 더 낮은 농도의 더 무거운 원소가 포함될 것으로 예상됩니다. 현재 가설은 더 무거운 원소가 적을수록 첫 번째 별은 크고 밝아야 한다는 것입니다.
이번 연구에 참여하지 않은 텍사스 대학의 천문학자인 스티븐 핀켈스타인(Stephen Finkelstein)은 언데일에 대해 “매우 뜨겁고 매우 무거운 것으로 보인다”고 말했다.
그러나 이 별만으로는 초기 우주에서 가장 큰 별의 상태를 증명하기에 충분하지 않습니다. “하지만 그는 그것을 확실히 지지합니다.”라고 Finkelstein 박사가 말했습니다. “만약 당신이 많은 수를 형성하기 시작하고 그들 중 많은 수가 매우 거대해 보인다면, 더 무거운 별이 먼 우주의 표준이라는 증거가 점점 더 강해질 것입니다.”
Webb 망원경은 또한 Earendel과 같은 먼 확대 별을 찾을 수 있어야하지만 중력 렌즈와 함께 우연히 정렬 된 별의 수는 보이지 않습니다. 빅뱅 이후 1억년에서 5억년 사이의 기간에 해당하는 10에서 20 사이의 적색 편이에서 일부 별을 식별할 수도 있습니다.
Finkelstein 박사는 “우리가 최초의 별이 형성되고 있다고 생각하는 바로 그 창에서”라고 말했습니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”