천문학자들은 지금까지 가장 밝고 빠른 전파 폭발의 원인을 발견했습니다.

빠른 전파 폭발은 우주의 광대한 거리를 가로질러 이동하는 엄청나게 강력한 전파 에너지의 섬광입니다. 과학자들은 이것이 극단적인 천체 물리학적 사건으로 인해 발생했다고 믿고 있지만 정확한 원인은 아직 불확실합니다. 2018년부터 캐나다 수소 강도 매핑 실험(CHIME)에서는 수천 건의 폭발을 감지했습니다. 그러나 하늘에서의 정확한 위치를 결정하는 것은 여전히 ​​큰 과제로 남아 있습니다.

CHIME 아웃리거 어레이로 버스트를 정확히 찾아냅니다.

FRB 20250316A라는 이름과 RBFLOAT(“Radio Brightest Flash Of All Time”)라는 별명이 붙은 새로 감지된 신호는 CHIME/FRB Outrigger 어레이를 사용하여 놀라운 정밀도로 위치를 파악했습니다. 이러한 소형 버전의 CHIME 장비는 브리티시 컬럼비아, 캘리포니아 북부 및 웨스트 버지니아에 설치됩니다. 이를 통해 천문학자들은 서로 멀리 떨어져 있는 망원경의 신호를 결합하여 하늘에서 물체의 위치를 ​​매우 정확하게 결정하는 기술인 VLBI(Very Long Baseline Interferometry)를 사용할 수 있습니다.

두 논문의 저자이자 토론토 대학교 박사과정 학생인 Mattias Lazda는 “이 희귀한 사건의 정확한 하늘 위치를 정확히 찾아낼 수 있었던 것은 궁극적으로 매우 행운이었습니다”라고 말했습니다. “우리가 그것을 감지한 지 몇 시간 후, 우리는 폭발이 어디서 왔는지 알려주는 데 중요한 역할을 한 망원경 사이트 중 한 곳에서 정전을 경험했습니다. 그 사건이 그날 늦게 발생했다면 우리는 기회를 완전히 놓쳤을 것입니다.”

가까운 은하계로부터의 강력한 폭발

빠른 전파 폭발은 알려진 가장 강력한 전파 소스 중 하나이지만 잠깐 동안만 나타납니다. 각 폭발은 일반적으로 몇 밀리초에서 몇 초까지 지속되며 일시적으로 호스트 은하계의 다른 모든 무선 신호보다 더 밝게 빛납니다. 2025년 3월 16일에 감지된 RBFLOAT는 약 1/5초 동안 지속되었습니다.

“우주적으로 말하면, 이 빠른 전파 폭발은 바로 우리 동네에 있습니다.”라고 물리학과 부교수이자 MIT Kavli 천체물리학 및 우주 연구 연구소 소속이자 T of T 졸업생인 Kiyoshi Masui가 말했습니다. “이것은 우리가 매우 일반적인 FRB를 매우 자세하게 연구할 수 있는 기회를 얻게 된다는 것을 의미합니다.”

폭발은 그 근원이 지구에 상대적으로 가깝기 때문에 부분적으로 유난히 밝게 보였습니다. 이 별은 큰곰자리 방향으로 약 1억 3천만 광년 떨어진 은하 NGC 4141의 외곽 지역 근처에서 발생했습니다. 연구자들은 신호의 근원지를 성단의 일반적인 크기보다 작은 45광년 너비의 영역으로 좁힐 수 있었습니다. 이 수준의 정밀도를 달성하는 것은 1000km 떨어진 곳에서 기타 피크를 발견하는 것과 비슷합니다.

McGill University의 Banting 박사후 연구원이자 RBFLOAT에 대한 논문을 주도한 T of T 졸업생인 Amanda Cook은 “3개의 아웃리거가 모두 온라인 상태가 된 직후 가장 밝은 이벤트가 있었기 때문에 이번 발견은 매우 흥미로웠습니다.”라고 말했습니다. “일요일 오후였음에도 불구하고 우리는 가능한 한 빨리 소스에 대한 후속 관찰을 얻기 위해 줌 룸에 모여 연구를 시작했습니다.”

JWST 관측으로 희미한 적외선 신호가 밝혀졌습니다

CHIME/FRB 아웃리거 어레이가 제공하는 정확한 위치를 통해 팀은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용하여 후속 관측을 수행할 수 있었습니다. 관찰 중에 과학자들은 RBFLOAT가 발생한 동일한 위치에서 희미한 적외선 신호를 감지했습니다. 이번 발견은 예상치 못한 것이었고, 연구자들은 그것이 무엇을 나타낼 수 있는지 계속 탐구하고 있습니다. 한 가지 가능성은 신호가 적색 거성에서 나온다는 것이고, 또 다른 아이디어는 폭발 자체와 관련된 희미한 빛 에코일 수 있다는 것입니다.

“JWST의 고해상도를 통해 처음으로 FRB 주변의 개별 별을 확인할 수 있습니다. 이는 특히 희귀한 FRB를 이 수준의 세부 수준으로 캡처할 때 강력한 폭발을 일으킬 수 있는 항성 환경의 종류를 식별할 수 있는 문을 열어줍니다.” 하버드 박사후 연구원이자 JWST 관찰을 설명하는 동반 논문의 주요 저자인 피터 블랜차드(Peter Blanchard)는 말했습니다.

현재 이론에 도전하는 폭발

이 사건은 CHIME이 감지한 가장 밝은 FRB임에도 불구하고 천문학자들은 동일한 소스에서 반복되는 폭발을 관찰하지 못했습니다. 과학자들은 6년 넘게 이 지역을 대상으로 한 수백 시간의 CHIME 데이터를 조사했지만 추가 신호를 발견하지 못했습니다.

Cook은 “이 폭발은 반복되지 않는 것 같아서 잘 연구된 대부분의 FRB와 다릅니다.”라고 말했습니다. “이는 모든 FRB가 반복된다는 현장의 주요 아이디어에 도전하고 있으며 적어도 일부 FRB에 대해 더 ‘폭발적인’ 기원을 재고할 수 있는 문을 열어줍니다.”

이 발견을 기술한 두 개의 과학 논문이 천체 물리학 저널 편지. 하나는 원래의 무선 탐지와 폭발의 정확한 위치 파악에 초점을 맞추고, 다른 하나는 동일한 지역에 대한 JWST 근적외선 관측을 보고합니다. 함께, 연구는 빠른 라디오 폭발에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 신비한 우주의 기이함을 유지하기보다는 우주를 연구하는 데 귀중한 도구가 될 수 있다고 제안합니다.