천문학

감마선 폭발

100세 까지 건강하게 2021. 1. 18. 10:58

감마선 폭발은 천문학 분야에서 가장 광도가 높은 물리적 현상입니다.이런 감마선 폭발은 인간에게 어떤 영향을 미칠까요.감마선은 전자파의 일종으로 에너지를 나르는 역할을 하는 전파입니다.물론 눈에 보이는 빛,가시광성도 전자파의 일종입니다.전자파 에너지를 낮은 것부터 보면 라디오 같은 기게에 사용하는 전파나 전자레인지에 쓰이는 마이크로파 등이 있습니다.몰룬 감마선은 이런 것보다 훨씬 높은 에너지를 지닌 전저파입니다.감마선 광자 한개는 가시광 100만 개보다 강력합니다.감마선에는 이온화 방사선이 있기 때문에 원자 결합을 파괴하는 것도 가능합니다.위험한 특성으로 생물에 필요한 구조를 파괴해버릴 수 있습니다. 이렇게 위험한 감마선이지만 지구에는 오존층이 있기 때문에 우주에서 날아오는 감마선이 그대로 지상에 쏟아지지는 않습니다.이런 감마선이 몇초에서 몇시간 동안 섬광처럼 방출되는 것이 감마선 폭발입니다.감마선 폭발은 냉전 시대 미국이 소련의 핵실험을 감시하기 위해 사용햇던 위성이 처음 감지한 물리현상입니다.지상에서 방출된느 핵폭발에 의한 방사선을 감지하려고 위성에서 방사선 관측을 하였는데 우주에서 날아오는 방사선을 감지하면서 감마선 폭발의 존재가 밝혀진 것입니다.이후 수수께끼에 싸여 있던 감마선 폭발은 60억 광년 떨어진 곳에서 감마선 발생원이 발견되었습니다.이 거리를 감안하면 감마선 폭발이 지닌 에니지는 놀라운 것입니다.무려 1초에 태양의 평생 분량보다 많은 에너지가 발생하는 것입니다.감마선 폭발이 우주에서 가장 광도가 높은 물리현상이라고 말하는 근거입니다.감마선 폭발은 새로운 천체 탄생의 순간이기도 합니다. 감마선 폭발은 두가지로 발생원이 각각 다릅니다.하나는 초신성 폭발이며 또다른 원인은 중성자별 두개가 합체하는 순간입니다.수백만 년에 걸쳐 중력파를 배출한 뒤 중성자별은 서서히 다가가다가 부딪치면 블랙홀이 만들어 집니다.블랙홀 주위에는 자기를 띈 별의 파편과 가스가 있고 이를 회전하는 자기장을 만들게 됩니다. 중심에서는 뜨거운 입자가 거의 광속으로 배출이 됩니다.이것이 바로 감마선 폭발 발생 순간입니다.폭발은 보통 확산되지만 중성자별이 합체할 때 방출되는 감마선은 더 멀리까지 도달합니다.감마선 폭발 등으로 발생한 감마선은 지구에 쏟아지는데 페르미 감마선 우주명원경에 따르면 매일 1회 가량 관측되고 있다고 합니다.물론 대부분은 인체에 무해하다고 합니다.이유는 감마선 대부분이 은하계 외부에서 오기 때문입니다.

 

감마선 폭발은 밝기 뿐 아니라 기산의 기록도 가지고 있습니다.현재 우주의 나이는 137억 살로 추정됩니다. 그렇다는 우리가 관측하는 빛 가운데 가장 오래된 것은 얼마나 됐고 어떤 천체에서 왔을까요.2009년 스위프트가 관측한 감마선 촉발은 무려 약 130억년 전에 일어난 사건이라는 것이 밝혀졌습니다.빅뱅이 얼어난 뒤  얼마 지나지 않은 시점입니다.GRB 090423은 관측 당시만 해도 우주에서 가장 오래전 사건으로 우주 극한 현상의 시간  종목에서 1등을 차지했습니다.그러나 얼마 안있어 허블우주망원경이 131억 광년 전 은하의 및을 관측하는데 성광 함으로써 자리를 내주었습니다.그뒤 감마선 폭발과 은하에서 각각 나이가 좀 더 많은 천체가 관측됐으나아직은 확증이 안된 상태입니다.GRB 090423의 폭발이 일어났던 빅뱅 이후 6억 3천만 년이 지난 시점에서 우주의 크기는 오늘날의 9분의 1에 불과했습니다.은하도 지금처럼 많지 않앗던 것으로 추정됩니다.감마선 폭박은 초기 우주를 이해하는데 중요한 실마리를 제공할 수 있습니다.또 다른 감마선 폭발의 후광을 관측해 분석한 결과 초기 우주에 있었던 우주 먼지의 기원에 대한 흥미로운 사실을 발견하기도 하였습니다.GRB 071025폭발 역시 지구에서 120억 광년 떨어진 오래된 사건입니다.후광의 스펙트럼이 매끄럽지 않고 붉은 색을 많이 띠고 있습니다.이는 감마선 폭발 주변에 먼지가 많이 있엇다는 뜻이라고 합니다.빛이 먼지에 흡수돼 약해진 패턴을 분석한 결과 먼지의 기원은 초신성 폭발로 추정됩니다.감마선 폭발은 우주 초기부터 전 영역에 걸쳐 관측 되고 있습니다.80억년 전 부근이 가장 맣이 관측이 됩니다.즉 우주의 진화에서 별이 활발하게 만들어지던 시기에 감마선 폭발도 가장 많이 일어납니다.