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- 이 구조는 30억 광년 떨어져 있음에도 불구하고 하늘에서 보름달만큼 크게 보인다.
- 별 형성 속도가 다소 낮고 항성 질량이 은하수보다 거의 10배나 낮다.
- 전파은하는 우주망의 필라멘트에 있는 것처럼 보인다.

우주에서 발견된 가장 큰 전파은하
먼 은하의 전파 제트는 연속으로 100개의 은하수만큼 길다.

먼 거인:
천문학자들이 알려진 우주에서 가장 큰 전파 은하를 발견했다. 적어도 1,600만 광년에 걸쳐 있는 두 개의 무선 방출 제트를 방출한다. 라디오에서 볼 때 이 구조는 30억 광년 떨어져 있음에도 불구하고 하늘에서 보름달만큼 크게 보인다. 그러나 놀라운 사실은 이 거대한 제트기의 기원 은하는 다소 작고 눈에 띄지 않는다는 것이다. 

▲ 여기 주황색으로 표시된 전파 구조는 현재까지 알려진 가장 큰 전파 은하인 알키오네우스의 확장입니다. © Martijn Oei et al./ 라이덴 대학교

우주에는 몇 개의 은하가 있으며, 그 중심에서 강력한 방사선과 입자의 흐름을 발산한다. 그들은 이러한 성단의 중심에 있는 초 거대질량 블랙홀과 물질의 상호 작용에 의해 형성된다. 그러한 은하계의 "신호기"에는 전파 방출의 쌍을 이루는 제트를 생성하는 은하인 전파 은하가 포함된다. 극단적인 경우 이 무선 제트기는 우주로 수백 만 광년까지 도달할 수 있다.

수수께끼의 거인

라이덴 대학의 마틴 오에이(Martin Oei)와 그의 동료들은 "이러한 거대한 전파은하는 전체 우주에서 단일 은하에 의해 형성된 가장 큰 구조"라고 설명했다. "그들의 엄청난 크기를 가져오는 메커니즘은 여전히 ​​불분명하다." 그 이유 중 하나는 연구할 좋은 물체가 부족하기 때문이다. 10년은 900만 광년을 초과한다.

이것이 Oei와 그의 팀이 이제 이 은하계 거인의 더 많은 표본을 특별히 검색한 이유다.
이를 위해 유럽 저주파수 어레이(LOFAR)의 무선 안테나를 사용했다. 이 관측소는 유럽 전역에 분포된 밀접하게 배치된 여러 안테나 모음으로 구성되어 있기 때문에 최대 미터 범위의 다양한 파장에서 전파 방출을 포착할 수 있다. 천문학자들은 "母은하에서 멀리 떨어져 있는 라디오 주변을 감지할 수 있게 하는 것은 이러한 미터파뿐"이라고 설명했다.

▲ 네덜란드 Exloo에 있는 LOFAR 시설의 무선 안테나 보기. © LOFAR

하늘의 보름달만큼 커

탐색은 성공적이었다. 우리로부터 약 30억 광년 떨어진 곳에서 천문학자들은 새로운 전파 은하를 발견했다. 이것은 전파 거인 중 진정한 거인이었다. 기록에 따르면 하늘에 있는 그들의 무선 제트기의 겉보기 크기는 분당 20.8분이다. 그것들은 보름달 정도의 크기이며 전파 범위에 있지 않고 매우 약하게만 방출하는 경우 맨눈으로 볼 수 있다.

이 관측된 크기에서 천문학자들은 이 전파 구조의 길이가 최소한 1,600만 광년이어야 한다고 결론지었다. 두 개의 무선 제트가 우리가 보는 방향과 수직이 아닌 경우 더 길 수 있다. "이 전파 은하는 지금까지 발견된 것 중 가장 크다"고 Oei와 그의 팀은 말했다. 두 개의 라디오 제트는 현재까지 단일 은하에서 생성된 우주에서 가장 큰 구조다.

천문학자들은 전파 거인 중에서 새로 발견된 거인의 이름으로 "알키오네우스"를 선택했다.
이 고대 전설적인 인물은 그리스 신화의 거인 중 가장 위대한 신인 오라누스의 아들의 이름에서 가져왔다.

놀랍도록 "가벼운" 母은하

놀라운 것은 거대한 무선 제트기의 기원이 다소 작고 눈에 띄지 않는 은하계라는 사실이다. 그것은 별 형성 속도가 다소 낮고 항성 질량이 은하수보다 거의 10배나 낮다. 3억 9,000만 태양질량을 가진 이 블랙홀의 중심 블랙홀은 전파 은하치고는 다소 가늘다. 그것은 또한 작은 물질을 삼키는 것처럼 보이기 때문에 다소 비 활동적이다.

천문학자들이 설명하듯이, 이것은 그러한 전파 은하에 대한 몇 가지 일반적인 가설과 모순된다. 생각했던 것과는 달리, 그들의 전파 제트기의 다른 크기는 모은하의 질량이나 블랙홀의 질량에 의존하지 않는 것 같다. Oei와 그의 동료들은 "5메가파섹 규모의 무선 제트기의 경우, 특별히 높은 별이나 블랙홀 질량이 필요하지 않은 것으로 보인다"고 말했다.

환경이 중요

알키오네우스는 왜 그렇게 거대할까?
천문학자들은 아마도 그러한 전파 은하의 환경이 설명을 제공할 수 있을 것이라고 생각한다. Alcyoneus와 함께 그들은 은하가 빈 영역(공허)에 있지도 않고 밀집된 은하단에 있지도 않다는 것을 결정할 수 있었다. 대신에, 전파은하는 우주망의 필라멘트에 있는 것처럼 보인다. 이 거대한 가스와 은하의 구조는 우주 전체에 스며들어 일종의 매트릭스를 형성한다.

필라멘트의 이러한 위치가 대형 무선 제트의 형성을 선호하는지 여부와 그것이 역할을 하는지 여부는 여전히 완전히 열려 있다. 천문학자들은 여전히 ​​여기서 할 일이 많다.
(Astronomy & Astrophysics, accepted; arXiv: 2202.05427)
출처: Universität Leiden

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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