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z=2 형성 중 은하단 CARLA J0800+4029: 퀘이사에는 없고 조석 구조에 있는 Ly-alpha 방출 확인

arXiv astro-ph.GA (은하)
A breathtaking comet streaks across the star-filled night sky, creating a celestial spectacle.

Enrico Bellodi / Pexels·Pexels

KCWI 광시야 분광과 HST/F140W 영상으로 적색편이 z=1.986±0.014에 있는 형성 중 은하단 CARLA J0800+4029을 관측한 결과, 전파강한 퀘이사 위치에서는 확실한 확장 Ly-alpha 방출이 검출되지 않았다. 대신 주된 Ly-alpha 방출은 AGN에서 벗어난 위치에서 나타났으며, 은하·조석 구조·확산 헤일로내광(IHL)으로 구성된 교란된 구조와 일치했다. 검출된 구조의 Ly-alpha 광도는 1.42×10^43 erg/s이고 표면밝기는 약 10^-17 erg/s/cm^2/arcsec^2 수준, 선폭(FWHM)은 약 300~500 km/s이며, 퀘이사 위치의 3σ 상한값은 4.20×10^42 erg/s로 검출된 방출보다 약 3.4배 낮다. 연구진은 조석 구조의 IHL 비율이 18.8%로 측정된 점과 Ly-alpha 방출과 IHL의 정렬을 근거로, 은하단 형성 과정에서 가스와 별이 함께 재분포되었고 관측 가능한 주요 Ly-alpha 저장고가 중심 AGN과 분리되어 있음을 제시했다.

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Arianespace's Ariane 5 rocket with NASA’s James Webb Space Telescope onboard, is seen at the launch pad, Thursday, Dec. 23, 2021, at Europe’s Spaceport, the Guiana Space Center in Kourou, French Guian
천문·천체물리

AI 파운데이션 모델, 우주 새벽기의 거대 이온화 구조 발견

제임스웹 우주망원경(JWST) 데이터로 훈련된 파운데이션 모델을 이용해 적색편이 z=7.567의 밝은 은하에서 z=6.80±0.07의 강한 라이먼 알파(Lyα) 투과를 확인했다. 이 투과는 210.5(+55.7/−53.5) 동반이동 메가파섹에 걸쳐 나타나며, 우주 평균 중성수소 비율이 약 0.4인 시기에 중성수소 비율 (2.07+0.29/−0.30)×10⁻⁶의 이온화 초거대구조가 존재함을 시사한다. 우주론 시뮬레이션에서 임의의 시선이 이런 신호를 재현할 확률은 약 10⁻⁵이며, 투과 영역에서 유의미한 은하 과밀도가 발견되지 않아 통상적인 안쪽에서 바깥으로(inside-out) 진행되는 재이온화 모델과 상충한다. 연구진은 이를 딥러닝이 기존에 알려지지 않은 천체물리 현상을 발견한 첫 사례로 제시했다.

arXiv astro-ph.GA (은하)

ESA (European Space Agency) Director-General Dr. Josef Aschbacher, left, NASA Associate Administrator for the Science Mission Directorate Thomas Zurbuchen, and NASA James Webb Space Telescope Program
천문·천체물리

제임스웹, 중력렌즈로 일그러진 은하들 포착… 우주 나이 8억 년 은하까지

제임스웹 우주망원경(JWST)이 은하단 MACS J0454.1-0300을 촬영한 이달의 사진을 공개했다. 이 은하단은 우주 나이가 약 80억 년이었을 때의 모습으로 관측되며, 강력한 중력으로 배경 은하의 빛을 휘게 하는 중력렌즈 현상을 일으켜 먼 은하들이 늘어지고 여러 개로 겹쳐 보인다. 렌즈 영역에서는 빅뱅 후 20억 년 시점의 은하 무리와 빅뱅 후 8억 년 시점의 은하 하나가 확인됐으며, 은하 무리는 병합을 겪으며 폭발적인 별 형성을 보이고 있다. 천문학자들은 지름 5광년 정도로 작은 밝은 '매듭' 영역들도 식별했는데, 일부는 300배 이상 확대된 것으로 나타났다. 2014년 공개된 허블 우주망원경의 같은 은하단 이미지와 비교하면 웹은 더 붉은 빛에 훨씬 민감해 수백 개의 은하가 새로 드러났다.

ESA

A breathtaking capture of the Milky Way galaxy, showcasing the brilliance of the starry night sky.
천문·천체물리

재이온화 시대 가장 가까운 쌍 퀘이사 후보 발견… JWST가 관측한 'Nāpowawa`enakaulua'

Aether 서베이 연구진이 JWST/NIRSpec IFU와 제미니(Gemini)의 GNIRS·GMOS 분광 관측으로 재이온화 시대(z~6.08)에서 가장 조밀한 쌍 퀘이사 후보 'Nāpowawa`enakaulua'를 발견해 처음으로 특성을 분석했다. 두 퀘이사는 투영 거리 0.98초각(z~6.08에서 약 5.56 pkpc), 속도 차 약 15 km/s로 떨어져 있으며, 블랙홀 질량은 각각 약 1.5×10⁹, 4.0×10⁸ 태양질량, 에딩턴 비는 1.23과 1.07, 계통 적색편이는 6.0781과 6.0785로 측정됐다. 연구진은 고적색편이 퀘이사 군집 측정값을 외삽한 예측치와 비교했을 때 이런 쌍이 발견될 확률이 약 2~3자릿수 초과한다고 밝히며, 이는 병합으로 촉발된 쌍 퀘이사 집단이 존재하거나 평균보다 밀도가 높은 은하 환경일 가능성을 시사한다고 설명했다.

arXiv astro-ph.GA (은하)

CAPE CANAVERAL, Fla. –  In the Payload Hazardous Servicing Facility at NASA's Kennedy Space Center, an overhead crane lifts the Wide Field Camera 3, or WFC3, from the base of the shipping container.
천문·천체물리

허블, 암석형 외계행성 최초로 2차 식 포착… 공전주기 5.4시간 TOI-2431 b

연구진은 허블우주망원경(HST) WFC3 G141로 초단주기 암석형 행성 TOI-2431 b의 위상곡선을 관측해 근적외선에서 2차 식(secondary eclipse)을 검출했다. 행성-항성 플럭스 비는 TESS 광학에서 37±10ppm, HST/WFC3 G141에서 69(+14/-13)ppm으로 측정됐으며, 반사광을 무시한 TESS+HST 공동 피팅 결과 밝기온도는 2524(+77/-84)K로 알베도 0·열재분배 없음 한계값 2574(+36/-35)K에 부합했다. HST 위상곡선에서는 야간면 방출이 0에 가깝고 측정 가능한 핫스폿 오프셋도 없어, 낮-밤 열 재분배가 비효율적임을 시사한다. 다만 광학·근적외선에서는 열복사와 반사광이 축퇴돼 있어 기하 알베도 0.1을 가정하면 밝기온도는 2407(+91/-102)K로 낮아지며, 이를 구분하려면 더 긴 파장 관측이 필요하다. 연구진은 예정된 제임스웹 우주망원경(JWST) MIRI LRS 관측이 이 축퇴를 크게 줄여줄 것으로 보며, 이번 결과는 허블을 이용한 암석형 외계행성 최초의 2차 식 검출이라고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)