[APOD] 뜻밖의 페르세우스 은하단의 X-선 방출(2018.1.2.)

뜻밖의 페르세우스 은하단의 X-선 방출

왜 페르세우스 은하단은 이상하게 특정 X-선 영역에서만 빛나는 걸까요? 어느 누구도 확신할 수는 없지만, 많은 논쟁이 있었던 가설에 의하면 이 X-선들이 오랫동안 찾고 있었던 암흑물질의 정체에 대한 단서라는 겁니다. 이 수수께끼의 핵심은, 3.5 Kilo-electronvolt (KeV) X-선입니다. 이 3.5 KeV X-선은 은하단 바깥 지역에도 지나치게 밝게 빛나기 때문에 잘 관찰되는 반면, 중심에 초거대질량 블랙홀이 있을 것이라 생각되는 지역은 실제로 이 X-선이 약합니다. 상당히 논란은 많지만 하나 제안된 해석은, 이제까지 본적 없었던 것이 존재할지도 모른다는 것입니다. 그 것은 바로 형광 암흑 물질(FDM)입니다. 이런 형태의 암흑물질 입자가 있다면, 3.5 keV X-선을 흡수할 수 있습니다. 만약 이 방식이 동작한다면, FDM은 흡수 후에 일정시간이 지나면 방출선의 형태로 이 X-선들을 내놓게 될 것입니다. 하지만 블랙홀을 둘러싼 중심 지역의 앞쪽에서 중첩하여 볼 때는, FDM의 흡수가 훨씬 더 두드러지므로 흡수선의 형태로 나타나게 됩니다. 여기 나타낸 페르세우스 은하단의 합성 사진은, 가시광과 전파는 빨간색으로 그리고 지구궤도 찬드라 망원경의 X-선은 파란색으로 나타낸 것입니다.

원문출처: https://apod.nasa.gov/apod/ap180102.html

Astronomy Picture of the Day

Discover the cosmos! Each day a different image or photograph of our fascinating universe is featured, along with a brief explanation written by a professional astronomer.

2018 January 2 

Unexpected X-Rays from Perseus Galaxy Cluster
Image Credit: X-ray: NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; Radio: NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al.; Optical: NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS

Explanation: Why does the Perseus galaxy cluster shine so strangely in one specific color of X-rays? No one is sure, but a much-debated hypothesis holds that these X-rays are a clue to the long-sought identity of dark matter. At the center of this mystery is a 3.5 Kilo-electronvolt (KeV) X-ray color that appears to glow excessively only when regions well outside the cluster center are observed, whereas the area directly surrounding a likely central supermassive black hole is actually deficient in 3.5 keV X-rays. One proposed resolution -- quite controversial -- is that something never seen before might be present: fluorescent dark matter (FDM). This form of particle dark matter might be able to absorb 3.5 keV X-radiation. If operating, FDM, after absorption, might later emit these X-rays from all over the cluster, creating an emission line. However, when seen superposed in front of the central region surrounding the black hole, FDM's absorption would be more prominent, creating an absorption line. Pictured, a composite image of the Perseus galaxy cluster shows visible and radio light in red, and X-ray light from the Earth-orbiting Chandra Observatory in blue.