Where did these gigantic space bubbles come from? - Ashkbiz Danehkar

번역: Nakyung K 검토: DK Kim

In November 2010, NASA announced the discovery of a strange,

2010년 11월, NASA는 여지껏 보지 못한,

never-before-seen galactic object:

이상한 은하 구조체를 발견했다고 발표했습니다.

two gigantic gaseous bubbles,

거대한 기체 거품 두 개가

each emanating an impressive 25,000 light years

우리은하, 즉, 은하수의 중심에서부터

from the center of our home galaxy, the Milky Way.

놀랍게도 이만 오천 광년 떨어진 곳까지 방출되고 있었습니다.

Inside the structures, named the Fermi Bubbles,

페르미 거품이라고 이름이 붙은 구조의 안에서는

streams of high energy particles traveling faster than the surrounding medium,

주변 물질보다 빠르게 운동하는 고에너지 입자의 흐름이

collide with dust, gas, and light,

먼지, 가스, 빛과 충돌하여

to create gamma rays, the most energetic form of light.

에너지가 가장 큰 빛인 감마선을 생성합니다.

Astronomers were perplexed.

천문학자들은 당황스러웠습니다.

While gamma rays are not uncommon in space,

감마선은 우주에서 드문 것이 아니지만

radiation of this magnitude had only been observed in distant galaxies.

이 정도 규모의 방사선은 먼 은하계에서만 관측되었기 때문입니다.

And they are typically produced by large-scale powerful events,

그리고 이러한 방사선은 보통 초신성 폭발과 같은

like explosions of supernova.

강력한 대규모 현상에 의해 만들어지기 때문이죠.

Yet, compared to our galactic neighbors,

하지만 우리 주위의 은하계 이웃들과 비교했을 떄,

the center of the Milky Way and the supermassive black hole

우리은하의 중심부와 그 안에 있는 초거대 블랙홀은

that resides within it,

was always thought to have been relatively calm.

항상 비교적 안정적이라 생각되었습니다.

So, what was the powerful event that created these massive structures?

그러면 이런 거대한 구조를 만들어낸 강력한 사건은 무엇이었을까요?

And is the center of our galaxy not so sleepy after all?

그리고 우리은하의 중심부는 결코 평온한 것이 아닌 것일까요?

A clue to answering these questions came in December 2020,

이러한 질문들에 대한 답변의 단서가 2020년 12월에 나왔습니다.

when astronomers announced the discovery

천문학자들이 방사선을 내뿜는 다른 구체들을 발견했다고 발표했습니다.

of yet another set of radiating spheres.

Entitled the eROSITA bubbles, these structures are even wider,

eROSITA 거품이라 하는 이 구체는 구조가 훨씬 더 넓어서

extending nearly half the distance of the entire Milky Way in both directions,

양 방향으로 은하수 전체의 거의 절반 거리를 뻗어 나가고 있으며

and fully encapsulating the Fermi Bubbles.

페르미 거품을 완전히 감싸고 있습니다.

They emit soft X-rays, which have frequencies lower than gamma rays,

이들은 감마선보다 주파수가 낮은 부드러운 X선을 내뿜지만

but are still highly energetic forms of light.

여전히 에너지가 높은 빛입니다.

Astronomers quickly surmised that the overlapping bubbles

천문학자들은 이 겹치는 거품들이

most likely share a single origin.

같은 기원에서 시작되었을 것이라고 빠르게 추측했습니다.

And the event that formed them must have generated a massive amount of energy—

그 거품들을 만든 현상은 엄청난 에너지를 내뿜었을 것입니다.

approximately 1 million times that which the Sun will produce

태양이 전 생애 동안 만드는 에너지의

during its entire lifetime.

약 백만 배에 해당하는 에너지이죠.

Based on the speed of the jets of energetic electrons within the bubbles,

거품 안에서 역동적으로 움직이는 전자 흐름의 속력을 근거로,

they calculated the event most likely took place

천문학자들은 이러한 현상이 약 삼백만 년 이내에

less than 3 million years ago.

일어났을 가능성이 가장 높다고 계산했습니다.

This is relatively recent compared to the galaxy’s 13-billion-year lifespan,

은하계의 수명인 130억 년에 비하면 상대적으로 최근이라고 할 수 있으며

and means our early ancestors might have even witnessed the powerful event,

초기 인류의 선조들이 가열된 거대한 공 모양의 덩어리가

as a gigantic ball of heated mass illuminating the night sky.

밤하늘을 비추는 강력한 현상을 목격했을지도 모른다는 뜻입니다.

But what exactly was the powerful event?

그런데 그 강력한 사건은 정확히 무엇이었을까요?

Two theories quickly emerged about what could have created the bubbles

무엇이 거품들과 그 안에 있는 고에너지 입자 제트를 만들었을지에 대한

and the high energy particle jets within.

두 가지 이론이 빠르게 생겨났습니다.

And both are still debated today.

두 이론은 오늘날도 논쟁 중입니다.

The first theory is that the bubbles

첫 번째 이론은

최근에 우리은하 중심에서

stem from a recent massive burst of star formation

별이 형성될 때 일어난 대폭발에서 거품이 비롯되었다는 것입니다.

toward the center of our galaxy.

Newly forming stars produce a vast outflowing of hot gas,

새롭게 탄생하는 별들은

방대한 고온 가스, 즉, 항성풍을 방출합니다.

called stellar winds.

Meanwhile, young massive stars die quickly,

한편, 젊고 거대한 별들은 초신성 폭발을 일으키고

causing energetic supernova explosions.

많은 에너지를 방출하며 빠르게 생을 마감합니다.

Stellar winds combined with these explosions

이러한 폭발과 결합된 항성풍은

can lead to the formation of large-scale galactic winds.

대규모 은하풍을 만들 수 있습니다.

These galactic winds can push away the surrounding material,

이 은하풍은 거대한 거품을 생성하며

creating gigantic bubbles.

주변 물질을 밀어낼 수 있습니다.

The second theory is that the structures are the result of a powerful outburst

두 번째 이론은 이러한 구조는 우리은하의 중심에 있는

from the supermassive black hole at the center of our galaxy.

초거대 블랙홀에서 나오는 강력한 방출의 결과라는 것입니다.

Named Sagittarius A*,

궁수자리 A*라고 이름이 붙은 이 블랙홀은

this black hole lives up to its title of supermassive,

‘초거대’라는 이름에 맞게 사는데

as it’s approximately 4 million times the mass of the Sun.

태양 질량보다 약 400만 배나 더 무겁습니다.

And scientists have documented similar jets of energy

과학자들은 다른 먼 활동적인 은하계에서 비슷한 블랙홀이 방출하는

emanating from similar black holes in other distant active galaxies.

비슷한 에너지 제트를 조사해왔습니다.

These jets are found in active galactic nuclei known as quasars,

이러한 제트는 ‘퀘이사’라고 하는 활동적인 은하의 핵에서 발견되는데,

and they're created as dust and gases rapidly fall into the feeding black hole.

먼지와 가스가 블랙홀이 빨아들이는 속으로 급강하하며 형성됩니다.

This gathers hot ionized gas around the vicinity,

이것은 주변에서 이온화된 뜨거운 가스를 모으고

which is then ejected from the center at ultra-fast velocities.

이는 중심에서 초고속으로 방출됩니다.

This theory suggests that Sagittarius A*, which is thought to be relatively quiet,

이 이론은 상대적으로 조용하다고 생각되는 궁수자리 A* 블랙홀이

may have been active relatively recently.

비교적 최근에 활발하게 활동했을지도 모른다는 것을 시사합니다.

And it begs the question: will it wake up again?

이제 질문이 생깁니다.

"다시 깨어날까요?"

Scientists use supercomputers

과학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용해서

to run what is known as hydrodynamic numerical simulations,

유체 역학 수치 모의실험을 합니다.

where different physical conditions that may have led to bubble formation

이를 통해 거품을 생성할 만한 다양한 물리 현상을 탐구합니다.

are explored.

While several results suggest that extreme outbursts from Sagittarius A*

여러 연구 결과들은 궁수자리 A*의 급격한 폭발이

likely contributed to the creation of the bubbles,

거품의 생성에 기여했을 수 있다고 했지만,

it remains to be seen whether past star formations may have also played a role.

과거의 별 형성도 이에 영향을 주었는지는 아직 의문입니다.

Other simulations show evidence of other contributing factors,

다른 모의실험들은 거품을 생성하는 다른 요인이 있다는 증거를 보여줍니다.

like the influence of circumgalactic medium winds from outside our galaxy,

예를 들어 우리은하 외부에서 불어오는 은하간 바람은

which may explain some of the bubbles’ unique features.

거품의 독특한 성질 중 일부를 설명할 수 있습니다.

These computational simulations will only get more precise

이러한 컴퓨터 모의실험은 더 자세하고 역동적인 망원경을

as we continue to launch more sensitive and dynamic telescopes into space.

우주에 계속 발사하면서 더 정확해질 것입니다.

But whatever answers we unlock will undoubtedly lead to more surprises

하지만 우리가 어떤 답을 찾든 간에,

신비롭고, 어쩌면 그리 평온하지 않은 우리은하에 대한 놀라움이

about our mysterious, and perhaps not so calm, galaxy.

더욱 커질 것이라는 데엔 의심할 여지가 없습니다.