연구자들은 '우주 그물' 영역이 은하의 행동에 어떻게 영향을 미치는지 이해하려고 노력합니다

플라톤에 의해 재발행

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30년 2024월 XNUMX일 (나노 워크 뉴스) 캔자스 대학의 연구원들은 은하의 진화 뒤에 있는 복잡한 메커니즘을 더 잘 이해하기를 희망합니다. 은하의 수명 동안 다양한 환경의 "우주망"을 통해 이동합니다. 고려대 물리학 및 천문학과 교수인 그레고리 루드닉(Gregory Rudnick)은 최근 미국 국립과학재단(National Science Foundation)으로부터 375,000달러의 보조금을 받아 은하계를 통과하는 위치에 따라 변화하는 "은하의 가스 함량 및 별 형성 특성"을 연구하는 팀을 이끌고 있습니다. 코스모스. “이 프로젝트의 주요 목적은 은하의 변형에 대한 환경적 요인의 영향을 이해하는 것입니다.”라고 Rudnick은 말했습니다. “우주에서 은하계는 다양한 밀도를 특징으로 하는 불균일한 분포로 퍼져 있습니다. 이 은하들은 수십에서 수백 개의 은하로 구성된 작은 그룹뿐만 아니라 수백에서 수천 개의 은하로 구성된 큰 클러스터로 합쳐집니다. 또한 은하계는 길쭉한 필라멘트 구조의 일부일 수도 있고 우주의 저밀도 지역에 고립된 상태로 존재할 수도 있다고 그는 말했습니다.

은하단의 가스와 별이 어떻게 생겼는지에 대한 컴퓨터 시뮬레이션으로 은하단이 우주 필라멘트 웹에 어떻게 내장되어 있는지 강조합니다. 컬러 이미지에서는 이미지의 강도와 색상이 가스의 밀도와 온도를 나타냅니다. 이 그림은 필라멘트에 내장된 은하를 연속적으로 확대한 모습을 보여줍니다. 오른쪽 상단부터 시계 반대 방향으로 눈금 막대의 길이는 3.3만 광년, 3.3만 광년, 330만 광년, 33만 광년을 나타냅니다. 오른쪽 아래 이미지는 이 시뮬레이션된 성단에 있는 은하계의 별들을 보여주며, 축척 막대는 330광년에 해당합니다. WISESize 프로그램은 관측을 사용하여 은하계에 있는 가스와 별이 근처 우주에 스며드는 우주 웹을 통해 이동할 때 공간적 분포를 측정합니다. 여기에 표시된 것과 같은 시뮬레이션을 비교함으로써 Rudnick과 공동 작업자는 우주 웹이 은하계를 어떻게 변경하는지 확인할 수 있습니다. (이미지: Yannick Bahé) 이전의 연구는 주로 은하단과 은하단의 은하계를 우주의 가장 낮은 밀도 영역, 즉 "장"에 있는 은하계와 비교하는 데 중점을 두었습니다. 이 연구에서는 가장 밀도가 높은 지역을 연결하는 필라멘트의 고속도로를 무시했습니다. Rudnick의 팀은 은하군과 은하단으로 향하는 필라멘트의 환경에 은하가 어떻게 반응하는지에 초점을 맞춰 우주 밀도의 전체 동적 범위를 고려할 것이며, 그 과정에서 은하의 진화를 변화시킬 것입니다. “은하는 은하단으로 가는 길을 따라가며, 그룹과 성단으로 발전하기 전에 처음으로 밀도가 높은 환경을 경험합니다.”라고 Rudnick은 말했습니다. “필라멘트로 이루어진 은하를 연구하면 밀집된 환경에서 은하의 초기 조우를 조사할 수 있습니다. 은하단의 '도시 중심'에 들어가는 대부분의 은하들은 이러한 '초고속도로'를 따라 그렇게 하며, 주변 환경과 많은 상호 작용 없이 은하단과 은하단으로 데려가는 시골 경로를 택하는 은하단은 극소수에 불과합니다. 필라멘트는 주간 고속도로와 유사하지만 밀집된 지역으로 이동이 적은 경로는 캔자스의 시골 도로를 운전하여 도시 경계에 접근하는 것과 유사합니다. 은하들은 필라멘트 형태로 존재할 수도 있고 끈의 구슬처럼 필라멘트 형태로 존재하는 그룹으로 존재할 수도 있습니다. 실제로 우주의 대부분의 은하계는 그룹 내에 존재합니다. 따라서 우리 연구를 통해 우리는 은하계에 대한 환경적 영향의 시작과 은하계가 가장 흔히 발견되는 지역인 필라멘트와 은하군에서 은하계가 어떻게 행동하는지에 대한 통찰력을 동시에 얻을 수 있을 것입니다.” 연구의 주요 초점은 이러한 필라멘트, 필드, 은하 그룹 및 클러스터 내의 조건이 은하 내부 및 주변 가스의 "중입자 주기"를 어떻게 변경하는지입니다. 각각의 우주 이웃은 가스가 은하 내부와 주변에서 어떻게 행동하는지를 변화시키며 심지어 별이 형성되는 가장 밀도가 높은 분자 가스에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 이 중입자 주기의 중단은 새로운 별 생산을 촉진하거나 방해할 수 있습니다. 최근 2020년대 천문학 연구 목표를 수립하기 위한 천문학계의 연방 보고서인 Astro2020 Decadal 조사에서는 중입자 주기 이해를 향후 XNUMX년간의 핵심 과학 주제로 지정했습니다. “은하 사이의 공간에는 가스가 포함되어 있습니다. 실제로 우주에 있는 대부분의 원자는 이 가스 안에 있으며, 그 가스는 은하계에 부착될 수 있습니다.”라고 Rudnick은 말했습니다. “이 은하간 가스는 별로 변하는 과정을 거치지만, 이 과정의 효율성은 상대적으로 낮고 별 형성에 기여하는 비율은 아주 적습니다. 대부분은 큰 바람의 형태로 배출됩니다. 이러한 바람 중 일부는 유출이라고 불리는 우주로 나가고, 다른 일부는 재활용되어 되돌아옵니다. 이러한 지속적인 부착, 재활용 및 유출 주기를 중입자 주기라고 합니다. 은하계는 중입자 처리 엔진으로 개념화되어 은하간 매체에서 가스를 끌어와 그 중 일부를 별로 변환합니다. 별은 차례로 초신성이 되어 더 무거운 원소를 생성합니다. 가스의 일부는 우주로 날아가서 결국 은하계로 떨어지는 은하 분수를 형성합니다.” 그러나 루드닉은 은하계가 밀집된 환경에 직면할 때 주변 가스를 통과하면서 발생하는 압력을 경험할 수 있으며 이 압력은 차례로 은하계에서 가스를 적극적으로 제거하거나 은하계의 미래를 박탈함으로써 중입자 순환을 방해할 수 있다고 말했습니다. 가스 공급. 실제로, 은하단의 중심에서 은하계는 가스 공급이 중단됨에 따라 별을 만드는 힘이 소멸되는 것을 발견할 수 있습니다. “이 교란은 은하계의 가스 섭취와 방출에 영향을 미쳐 별 형성 과정에 변화를 가져옵니다.”라고 그는 말했습니다. "별 형성이 일시적으로 증가할 수 있지만 거의 모든 경우에 결국 별 형성은 감소하게 됩니다." KU의 Rudnick의 협력자에는 학부 연구원과 함께 보조금 제안을 형성하는 데 도움을 준 Kim Conger와 같은 대학원생이 포함됩니다. 그의 공동 일차 연구원이자 시에나 대학의 물리학 및 천문학 교수인 Rose Finn도 학생들을 고용하고 교육할 것입니다. 연구원들은 약 14,000개의 은하계에 대한 DESI Legacy Survey, WISE 및 GALEX 이미징과 같은 천문학적 데이터 세트를 사용할 것입니다. 보조금을 통해 구입할 맞춤형 필터가 장착된 은하의 새로운 영상을 얻기 위해 시에나의 0.7m 평면파 망원경을 사용하여 두 캠퍼스의 직원이 추가로 새로운 관측을 수행할 것입니다.  