중력파의 검출을 실시하고 있는 천문학자의 컨소시엄 North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves(NANOGrav)가 2023년 6월 30일에 중요한 발표 이벤트를 개최한다고 예고했습니다. 15년간의 관측데이터로부터 '배경중력파'의 흔적을 포착한 것으로 보입니다.
The NANOGrav 15-year Data Set: Evidence for a Gravitational-Wave Background
https://doi.org/10.3847/2041-8213/acdac6
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https://nanograv.org/news/2023Announcement
질량이 큰 항성은 그 질량이 너무 방대해진 결과 초신성 폭발을 일으켜 중성자별이 될 수 있습니다. 그 중성자별에 강한 자기가 있는 경우 자전과 함께 매우 강한 전자파를 주기적으로 방출하는 '펄서'라는 천체가 됩니다. 펄서에서 방출되는 전자기파는 지구에서도 포착할 수 있어 NANOGrav는 15년에 걸쳐 68개의 펄서 방출 전자파를 관측했습니다.
펄서로부터 방출되는 전자파는 짧은 간격으로 주기적으로 방출되는데, NANOGrav의 연구팀은 그 주기에서 '배경중력파'의 흔적을 발견했다는 프리프린트를 발표했습니다.
예를 들어 초대질량 블랙홀끼리 충돌하면 공간 자체에 왜곡이 생깁니다. 이때 중력장 전체가 물결치고 발생하는 것이 '배경중력파'입니다. 지금까지의 중력파 검출은 초당 수회에서 수천회 주회하는 대질량 블랙홀에서 방출되는 중력파를 검출하고 있었는데 이번에는 펄서의 주기로부터 배경중력파의 흔적을 관측했습니다. 비유하자면 기존의 중력파 검출은 "배 위에서 파도에 흔들렸을 때 파도를 감지하는 것이었지만 이번 NANOGrav의 관측결과는 배 위에서 바다 전체의 파도를 감지하는 수준이라는 것.
배경중력파는 대질량 블랙홀의 충돌에서도 발생하지만 초기 우주가 급팽창을 일으켰다는 '우주의 인플레이션'의 흔적일 가능성도 있습니다. 즉 배경중력파의 흔적을 검출할 수 있었다는 것은 1981년에 제창된 '우주의 인플레이션 이론'을 뒷받침하는 증거가 될 수 있어 그러한 의미에서도 매우 큰 발견이라고 할 수 있습니다.
미국항공우주국(NASA)은 NANOGrav의 발견에 대해 “중력파가 우주에 가득하다는 증거를 검출한 NANOGrav에게 축하드립니다. 우주구조에서 배경중력파는 블랙홀과 같은 거대한 물체가 충돌하기 전에 서로를 돌 때 발생합니다. 이 결과에서 은하가 어떻게 진화하는지 이해할 수 있습니다."라고 평가했습니다.
NANOGrav는 2023년 6월 30일 오전 2시부터 공개 발표 이벤트를 생중계할 예정입니다. 이 발표 이벤트는 지금까지 15년간 수집한 데이터세트의 분석결과와 그 결과의 해석이 보고될 예정이라고 합니다.
NANOGrav - 15 Years of Gravitational Wave Research - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=rkdyVA0xiVI
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