새로운 눈이 열리다.-8-

2009년 9월 9일부터 업그레이드 된 허블우주망원경에 의해 촬영된 고해상도 천체사진이 발표되고 있습니다.
2009년 9월 9일 발표된 허블 사이트의 뉴스를 나누어 싣습니다.
뉴스 헤더는 다음의 링크를 참고하십시오.( https://big-crunch.tistory.com/12345815 )

 

 

허블우주망원경에 새로 장착된 장비를 이용하여 우주의 불꽃인 원거리의 퀘이사를 탐색하여 우리 눈에는 보이지 않는 우주의 뼈대를 관측하기 시작했다.

 

우주의 거미줄(이하 코스믹 웹,  cosmic web)이라 불리는 이 뼈대는 은하사이에 위치하는 희미한 방사상 구조물이다.

 

일반 물질의 거의 반 이상은 은하 외부에 자리잡고 있다.

천문학자들은 코스믹 웹을 관측함으로써 은하를 형성시킨 원재료를 탐색할 수 있고, 이들이 오늘날 우리 눈에 보이는 복잡한 천체들을 어떻게 만들어냈는지를 알아낼 수 있다.

 

허블의 COS(the Cosmic Origins Spectrograph)는 70억~80억광년 떨어져 있는 PKS 0405-123 이라는 퀘이사의 불빛을 활용하여 서로다른 거리에서 발생한 빛을 따라 분포하는 가스구름의 줄기를 관찰했다.

 

퀘이사는 활성은하의 밝은 핵이며, 거대 질량의 블랙홀에 의해 에너지를 공급받는데 지금까지 관측된 수천개의 퀘이사들은 하나같이 우리 은하로부터 엄청난 거리를 두고 있으며 가장 밝게 빛나는 퀘이사들은 우리 태양의 1조배에 해당하는 빛을 쏟아내고 있다.

 

COS가 수집한 스펙트럼은 퀘이사의 별빛을 가로막고 있는 가스 구름에 의해 형성된 특정 원소의 흡수선을 보여주고 있다.

COS는 이전 관측을 통해서 밝혀진 것보다 3배에서 5배 이상 희미한 우주 거미줄의 수소 필라멘트를 관측하였으며 코스믹 웹 필라멘트에 나타나는 강력한 충격파를 따라 주로 분포하고 있는 불타는 산소와 질소의 증거를 탐지해냈다.

이 충격파는 은하 사이에 위치하면서 코스믹 웹의 필라멘트로 떨어지고 있는 가스구름과 새로운 별들을 형성시키고 있는 은하로부터 방출된 강력한 물질 분출간의 중력조석작용으로 발생한 것이다.

 

COS를 활용하여 이로부터 발생한 스펙트럼과 이전에는 탐색되지 못한 필라멘트들을 옛날 장비보다 1/4이나 짧은 시간내에 얻어내고 관측할 수 있었다.  
또한 이번에 추출된 스펙트럼은 이전의 관측장비보다 훨씬더 양질(신호가 더 뚜렷하면서 잡음이 적은)의 스펙트럼이다.

COS를 사용하여 천문학자들은 이전에는 자외선 대역에서 소량으로 관측가능했던 퀘이사를 수천개나 관측할 수 있었다.

각 퀘이사들은 코스믹 웹의 여러 필라멘트를 통과하기 때문에 퀘이사로부터 출발하여 우리에게 도달한 빛을 통해 우주가 어떻게 진화해왔는지에 대한 정보를 제공해 주게 된다.

여기에 보이는 데이터들은 대규모로 수행된 관측 프로그램을 통해 얻어진 첫번째 데이터들로서 코스믹 웹을 그려내는데 사용될 것이다.

 

이번 연구는 은하와 우주공간에서 물질들이 어떻게 흐르고 있는지에 대한 복잡한 사이클을 추적하게 될 것이다.

COS는 2009년 8월 원자외선 대역에서 퀘이사를 관측했다.

 

* '허블사이트'폴더에는  허블공식사이트(http://hubblesite.org) 의 뉴스센터 자료를 번역,게시하고 있습니다.
   본 내용은 2009년 9월 9일 발표된 뉴스입니다.

 

원문>

Fingerprinting the Distant Universe Using the Light from Quasar PKS 0405-123

ABOUT THIS IMAGE:

Using a distant quasar as a cosmic flashlight, a new instrument aboard NASA's Hubble Space Telescope has begun probing the invisible, skeletal structure of the universe.

Called the cosmic web, it is the diffuse, faint gas located in the space between galaxies. More than half of all normal matter resides outside of galaxies. By observing the cosmic web, astronomers can probe the raw materials from which galaxies form, and determine how this gas was assembled into the complex structures of the present-day universe.

Using the light from the quasar PKS 0405-123, located 7 billion to 8 billion light-years away, the newly installed Cosmic Origins Spectrograph (COS) on Hubble probed a string of gas clouds residing along the light path at different distances. Quasars are the bright cores of active galaxies and are powered by supermassive black holes. Thousands of quasars have been observed, all at extreme distances from our Milky Way galaxy. The most luminous quasars radiate at a rate equivalent to a trillion suns.

The COS spectrum shown here reveals the absorption lines of elements that make up the intervening gas clouds traversed by the quasar's light. COS detected three to five times more lower-density filaments of hydrogen in the cosmic web than were seen in previous observations along this line of sight. The instrument also detected evidence of glowing oxygen and nitrogen that predominantly trace strong shocks in the filamentary cosmic web.

These shocks are produced by gravitational interactions between intergalactic clouds of gas falling onto filaments in the web and by the fast outflow of material from star-forming galaxies.

COS produced this spectrum and detected many previously unseen filaments in only a quarter of the time it took to produce spectra in previous studies of this object (using earlier instruments). The spectrum is also of higher quality (with a better signal-to-noise ratio) than those spectra produced by the best previous observations.

With the COS, astronomers have access to thousands of quasars where only a handful could be observed before in the ultraviolet. Each quasar sightline passes through multiple filaments of the cosmic web, providing a picture of how intergalactic spaces evolve over time, as light passes from the quasar to us.

These data are the first in a series of large observation programs that will map out the cosmic web. The studies will trace the complex cycles of how material flows between galaxies and intergalactic space.

COS observed the quasar in far-ultraviolet light in August 2009. The instrument was installed by NASA astronauts in May 2009, during the servicing mission to upgrade and repair the 19-year-old Hubble telescope.

These Hubble observations of the quasar PKS 0405-123 are part of the Hubble Servicing Mission 4 Early Release Observations.

Object Name: PKS 0405-123

Image Type: Astronomical/Illustration

Credit: NASA, ESA, the Hubble SM4 ERO Team, and Digitized Sky Survey