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우리 은하의 eROSITA 거품(eRBs)이 중심부가 아닌 반경 약 5kpc의 항성형성 고리에서 비롯됐다는 최근 주장에 대해, 연구진은 상세 유체역학 시뮬레이션으로 이를 반박했다. 시뮬레이션 결과 항성형성 고리만으로는 대칭적인 eROSITA 거품을 만들 수 없으며, 은하 중심(Galactic Center)의 밀집된 에너지 주입이 필요하다는 결론이 나왔다. 연구진은 이 결과가 eROSITA 거품이 우리 은하의 핵 유출(nuclear outflow)을 실제로 반영한다는 점을 시사하며, 페르미 거품(Fermi Bubbles)의 기원과 은하 피드백의 성격을 제약하는 데 의미가 있다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.GA (은하)
VERITAS 망원경이 은하 중심 2° 이내에서 검출한 감마선을 이용해 암흑물질 간접 탐색을 수행했으며, 템플릿 기반 배경 추정과 큰 천정각 관측 데이터를 활용해 약 1TeV 이상 에너지에서 유효 면적을 높였다. 탐색 영역에서 유의미한 감마선 신호는 관측되지 않았고, 그 결과 암흑물질 소멸 단면적에 대한 상한값이 도출됐다. 아이나스토(Einasto) 분포와 1TeV 암흑물질 질량, τ⁺τ⁻로의 완전 소멸을 가정할 때 소멸 단면적 1.77×10⁻²⁵ cm³ s⁻¹까지 95% 신뢰도로 배제됐다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
이론에 따르면 일부 초대질량 블랙홀(SMBH) 병합에서 병합 잔해는 중력파로부터 반동 킥을 받아 은하 중심에 머무르지 않고 은하 중심을 가로질러 왕복하는 진자 운동을 하게 된다. 새로운 연구는 이러한 반동 초대질량 블랙홀의 존재를 뒷받침하는 통계적 증거를 찾아냈다.
Universe Today
은하 중심 초대질량 블랙홀 궁수자리 A*(Sgr A*) 주변의 수수께끼 같은 별 분포를 설명하기 위해 숨겨진 중간질량 블랙홀(IMBH)이 존재할 가능성이 제기돼 왔다. 연구진은 SKA 등 차세대 전파망원경으로 Sgr A*를 공전하는 펄서를 발견할 경우, 펄서-초대질량 블랙홀 계의 전파 타이밍 관측으로 제3의 천체인 IMBH를 검출할 수 있는지 분석했다. 그 결과 이 계는 제3천체의 섭동에 매우 민감해 IMBH 존재 여부에 엄격한 제약을 걸 수 있으며, 은하 중심의 복잡한 천체물리 환경에 따른 강한 섭동 아래서도 타이밍 관측이 기존 관측적 제약을 보완할 수 있는 것으로 나타났다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구팀은 X선 망원경이 지구 주위를 돌면서 생기는 궤도 운동 때문에 X선 광자가 적색·청색이동하는 현상을 처음으로 검출했다. XRISM/Resolve와 NewAthena 같은 현재·계획 중인 X선 망원경은 에너지 분해능 R = E/ΔE ≈ 1000을 달성할 수 있어, 국부정지좌표계나 지구의 태양 공전 같은 물리 효과에 대한 분광 보정이 필요하다. 연구팀은 이 궤도에 의한 적색이동 변조를 검출하기 위한 사전(a priori) 방법을 구성하고, 은하 중심 분자운에서 나오는 좁은 철 Kα 방출선을 관측한 여러 XRISM/Resolve 데이터에 적용해 95% 신뢰수준에서 궤도 적색이동 변조의 증거를 확인했다. 연구팀은 이 효과가 이미 X선 데이터에 존재하며 검출 가능하다는 점에서, 고분해능 X선 분광 시대에 X선 광자 데이터를 어떻게 정리·배포할지 재검토할 필요가 있다고 지적했다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 항성 충돌 결과를 예측하는 머신러닝 도구 collAIder를 활용해 3차원 유체역학 시뮬레이션과 은하 중심부(Galactic center) 동역학 모델을 연결했다. 그 결과 고속 충돌 중 질량 손실로 초기 항성 개체군의 약 10%가 외피가 벗겨진 별이 되고, 약 5%는 충돌로 인한 병합을 겪는 것으로 나타났다. 고속의 거의 정면 충돌은 별을 완전히 파괴할 수 있는데, 이러한 파괴적 충돌에 앞서 보통 10회 이상의 충돌이 선행되며 별의 질량을 점차 줄인다. 충돌 과정의 질량 손실로 주변 환경에 유입되는 가스는 약 (2.5~8)×10^5 태양질량으로 추정되며, 대부분은 안쪽 0.1pc 이내에 유입되고 약 90%는 성단 내에 남아 초대질량 블랙홀로 강착될 수 있다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
HAWC 관측소가 약 2,860일치 데이터로 은하 중심(GC) 영역을 분석한 결과, 점광원(HAWC J1745-2857)과 은하 확산 방출 성분으로 이뤄진 감마선 방출 모형이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 연구진은 하드론 기원을 가정해 이에 대응하는 중성미자 신호 템플릿을 만들고 아이스큐브(IceCube)의 12년치 뮤온 트랙 데이터에서 탐색했으나 유의미한 초과 신호는 발견되지 않았다. 이번 결과는 HAWC 감마선 자료에 기반한 은하 중심 다성분 공간 모형과 연관된 고에너지 중성미자 플럭스에 대한 첫 상한값으로, 그 값이 하드론 해석에서 예측되는 기준 중성미자 플럭스의 약 12배 수준이어서 아직 광학적으로 얇은 하드론 시나리오를 검증하지는 못한다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
TRIDENT 중성미자 망원경의 은하 중심 암흑물질 소멸 탐지 감도를 전체 검출기 설계와 NFW 헤일로 프로파일을 가정해 계산한 연구다. 10TeV 암흑물질의 경우 소멸 단면적 <σv>≈5×10⁻²⁷cm³s⁻¹까지 탐색 가능해 열적 freeze-out 기준선 아래로 내려가며, 전자·타우 중성미자에 주로 기인하는 캐스케이드 사건이 더 흔히 연구되는 트랙 사건보다 높은 감도를 보인다고 밝혔다. 연구진은 그동안 간과된 배경잡음인 은하 중성미자(강입자 우주선과 성간가스의 상호작용에서 생성)의 영향도 지적했는데, 약 10TeV 이상 고에너지 영역에서 감도가 최대 2배가량 약화되며 이는 암흑물질 밀도 프로파일 불확실성보다는 작지만 양의 소멸 신호를 모방할 수 있다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
sub-GeV~GeV 대역 우주 감마선을 원자핵건판 기구 탑재 망원경으로 관측하는 GRAINE 프로젝트가 2.5m² 망원경을 싣고 프로젝트 최초의 야간 기구 비행을 수행했으며, 벨라 펄서와 은하 중심 영역 관측 시간이 포함됐다. 성층권의 저압·저온 환경에 대응하기 위해 내부 길이 4.9m의 경량 여압 곤돌라를 개발했고, 새로운 알루미늄 합금 링 구조와 경량 막 소재 SHL-300MDL을 적용해 GRAINE 2018 대비 망원경 구경을 6.6배 키우면서도 곤돌라 질량은 179kg으로 억제했다. 2023년 4월 호주 앨리스스프링스에서 발사돼 총 약 27시간 비행했고 이 중 24.3시간이 수평 비행이었으며, 야간에 상부 막 외피가 약 -60°C까지 내려갔음에도 내부 압력은 요구치인 100hPa 이상을 유지했다. 회수한 건판 데이터로 은하 중심 영역을 포함한 천체·대기 감마선 분석이 진행 중이며, 이번 개발은 향후 대면적 GRAINE 망원경의 반복 관측을 위한 기술적 기반이 된다.
arXiv astro-ph.IM (관측기기)