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물리 죽은 별의 회전을 늦추는 끈적이는 암흑물질
2014.06.30 22:03
죽은 별의 회전을 늦추는 끈적이는 암흑물질http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2014061102&service_code=03 | |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-06-30 | |
| 펄서(pulsar)는 빙글빙글 돌지만, 암흑물질을 추가하면 펄스의 회전이 느려지기 시작한다. 펄서는 거대한 별이 폭발할 때 남겨진 고밀도 별의 핵이다. 펄서는 매우 빠르게 회전하며, 우리가 지구에서 규칙적인 섬광으로 보게 되는 빛을 극지점들로부터 방출한다. 펄서의 강력한 자기장은 회전을 점진적으로 늦추지만, 지난 15년 동안에 걸쳐 천문학자들은 많은 펄서들이 우리가 예상하는 것보다 훨씬 더 느려지고 있다는 것을 알아냈다. 서던덴마크대(University of Southern Denmark)의 크리스 쿠바리스(Chris Kouvaris)는 매우 작은 전하를 가진 일종의 암흑물질이 브레이크를 거는 것인지도 모른다고 생각하고 있다. 암흑물질은 우주에 있는 물질의 80퍼센트 정도를 구성하고 있는 것으로 생각되는 불가사의한 물질이다. 지금까지 우리는 오로지 중력을 통해서만 보통 물질과 상호작용을 하는 암흑물질의 증거만 관찰했다. 암흑물질 입자의 유력한 후보인 약하게 상호작용을 하는 입자, 즉 WIMPs는 때때로 보통 원자와 충돌한다. 그러나 이러한 입자들의 충돌을 검출하기 위한 지금까지의 노력은 수포로 돌아갔고, 어떤 물리학자들은 다른 아이디어를 연구하고 있다. 몇몇 이론들은 전자의 전하의 1,000분의 1 미만인 매우 작은 전하를 가진 암흑물질 입자의 존재를 예측하고 있다. 이러한 대전된 암흑물질은 보통 물질과도 약하게 상호작용을 할 것이다. 쿠바리스와 스페인 살라망카대(University of Salamanca)의 마리아 안젤레스 페레즈-가르시아(Maria Ángeles Pérez-García)는 수치분석을 통해서 이러한 대전 암흑물질이 펄서의 자기장에 포획될지도 모른다는 것을 발견했다. 충분한 전하가 모이면, 펄서는 자신의 극점으로부터 과잉 전하들을 일반적인 대전입자로서 방출한다. 이 쫓겨난 입자들은 그 별의 자기장을 따라 흘러가면서 전류를 발생시킨다. 그러면 자기장과 이 전류 사이의 상호작용이 펄서의 회전을 방해하게 된다. 하지만 펄서의 속력을 떨어뜨리는 좀 더 전통적인 수단이 있을지도 모른다고 영국 사우샘프턴대(University of Southampton)의 윈 호(Wynn Ho)는 말했다. 한 예로, 펄서 자기장의 자연적인 변화가 우리가 현재 생각하는 것 이상으로 펄서의 회전을 방해하는 것인지도 모른다. 그리고 펄서를 둘러싼 보통의 대전입자들이 임의의 대전된 암흑물질을 중화시켜, 회전을 느리게 하는데 필요한 전하 누적을 방해하는 것인지도 모른다. 이 이론을 시험할 방법이 있다고 쿠바리스는 말했다. 펄서는 대량의 암흑물질에 둘러싸일 때 더 느려질 것이라고 연구팀은 말했다. 고밀도로 집중된 이 물질은 은하와 구상성단의 중심부 근처에 숨어있는 것으로 생각되고 있다. 만약 이 영역들에 있는 펄서들이 우주의 다른 곳들과 다른 속도로 느려진다면, 그것은 암흑물질이 전하를 갖고 있다는 것을 암시할 것이다. “기존의 지하 실험실과 계획 중인 지하 실험실들은 대전된 암흑물질 입자를 찾도록 설계되지 않았으므로, 그러한 암흑물질에 대한 어떠한 증거는 우리가 검출기들을 고쳐야 한다는 것을 암시할 것이다. 만약 우리가 찾고 있는 것에 대해서 얼마간 알고 있다면, 우리는 더 우수한 기술을 개발할 수 있다”고 쿠바리스는 말했다. * 관련논문 : Physical Review D, DOI: 10.1103/PhysRevD.89.103539 | |
자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다 | |
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