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유럽남천천문대(ESO) VLTI의 GRAVITY 광간섭계 관측 자료로 우리 은하 중심부를 영상화하는 재구성 코드 GRAVITY-RESOLVE(G^R)가 개선·확장됐다. 연구진은 GRAVITY+ 업그레이드의 GRAVITY-faint 모드로 얻은 2025년 자료 9개를 하나로 합쳐 3390 AU×3390 AU(409.6 mas×409.6 mas) 규모의 근적외선 모자이크 영상을 재구성했다. 점광원 주입 시험 결과 폐쇄위상과 가시도 진폭으로 재구성할 때 시야 중심 반경 25 mas 이내에서 한계 등급은 m_K≈20.0으로 추정됐으며, 계산 소요 시간은 최소 약 10분의 1로 줄었다. 또한 은하 중심에서 새로운 어두운 별 S303과 S304를 발견했다고 보고했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)
연구팀은 43GHz에서 관측한 SiO 항성 메이저 15개와 Sgr A*의 전파 연속복사를 30년간 축적한 천체측정 자료로 종합해, 은하중심 1파섹 이내 영역의 항성 메이저 기반 기준좌표계를 갱신했다. 메이저 집단의 Sgr A* 대비 평균 위치 오프셋 불확실도는 현재 0.08mas이며 2030년에는 0.10mas로 커질 전망으로, 8.2kpc 거리에서 각각 0.6AU와 0.8AU의 위치 불확실도에 해당한다. 평균 고유운동 불확실도는 적경 0.05mas/yr, 적위 0.08mas/yr이고, 적외선과 메이저 천체측정 사이의 기준틀 안정도는 적경 10μas/yr(0.40km/s), 적위 15μas/yr(0.57km/s)로 나타났다. 다만 메이저들은 플럭스 밀도와 속도 구조에서 상당한 변동성을 보이며, 특히 IRS 7은 2022년 이후 청색이동 성분이 30배 밝아져 향후 천체측정 정밀도, 특히 시선방향 가속도 측정의 한계로 작용할 수 있다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 은하 중심 S성단 관측을 이용해 최소 순수중력 표준모형 확장(SME) 틀에서 로런츠 대칭 깨짐을 검증할 수 있는지 분석했다. GRAVITY 협력단의 다중 항성 해를 기반으로 S2와 S55의 측성·분광 관측을 시뮬레이션하고, 로런츠 깨짐 2체 역학에 슈바르츠실트 1차 포스트뉴턴(1PN) 보정을 더해 궤도를 계산했다. 피셔 행렬 분석에서 S2와 S55는 각각 8개 독립 SME 방향 중 7개를 분해했으나, 두 별을 함께 분석하면 궤도 방향이 서로 달라 8개 방향 모두를 분해할 수 있었다. 이어진 MCMC 분석은 피셔 예측을 확인했으며, 95% 신뢰수준 민감도는 시간-공간 성분에서 약 10^(-3)~10^(-2), 공간 성분에서 약 10^(-5)~10^(-4) 수준으로 나타났다.
arXiv astro-ph.GA (은하)
연구진은 우리은하 중심 초대질량 블랙홀 궁수자리 A*(Sgr A*) 주변 항성 원반을 직접 N체 시뮬레이션으로 계산했다. 질량 2000 태양질량, 상대 경사각 150도, 초기 장반경 0.15pc의 역행 중간질량 블랙홀(IMBH)을 넣으면 원반이 세 개의 원반형 구조와 각운동량 필라멘트로 쪼개지며, 약 500만 년 뒤 그 각분리는 관측된 은하중심 젊은 별 구조들의 분리와 비슷해진다고 밝혔다. 가장 내측(장반경 0.04pc 이하) 별들은 S-별과 유사한 집단으로 진화했고, 성단에 의한 완화 과정만으로도 약 1000만 년 안에 궤도면이 흩어지고 이심률이 커졌다. 다만 이심률이 가장 큰 S-별들은 힐스 메커니즘 같은 추가 형성 경로가 필요할 수 있다고 연구진은 지적했다. IMBH의 특징적 신호는 잘 분리된 원반 성분들과 IMBH 궤도가 지나는 반경 범위에 국한된 이심률 증가라고 설명했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)
우리 은하 중심의 초대질량블랙홀(SMBH) 사수자리 A*를 공전하는 전파 펄서를 발견해 타이밍 관측을 하면 SMBH 시공간 연구와 중력 이론 검증에 활용할 수 있지만, 알려지지 않은 질량 분포가 타이밍 정밀도를 크게 넘어서는 잔차를 유발할 수 있다. 연구진은 광범위한 수치 시뮬레이션을 통해 은하 중심의 항성질량 블랙홀로 이뤄진 입상 첨단부(granular cusp)가 일으키는 섭동이 공전주기 0.5년의 가까운 궤도 펄서에서도 10~100초의 사후적합 타이밍 잔차를 만든다는 사실을 처음으로 확인했다. 이는 기존 통념과 달리 측정 편향을 초래하거나 전체 궤도에 대한 위상 연결 타이밍 해를 구하지 못하게 할 수 있다. 이에 연구진은 섭동이 작은 근점 부근 데이터만으로 SMBH 변수를 추출하는 방안을 재검토했고, 위상 비연결을 가정할 경우 빛 전파 과정의 틀 끌림(frame-dragging) 효과를 고려하는 것이 변수 축퇴를 해소해 SMBH 스핀 측정 정밀도를 한 자릿수 향상시킨다고 지적했다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 초대질량 블랙홀을 공전하는 펄서의 타이밍을 위해 광자 이동 시간을 완전 상대론적으로 계산해 반영한 타이밍 모델을 제안했다. 은하 중심 초대질량 블랙홀 궁수자리 A*(Sgr A*) 주위의 좁은 궤도를 도는 가상 펄서들에 대해 도달 시각 모의 카탈로그를 만들고, 스퀘어 킬로미터 어레이(SKA) 같은 미래 관측 시설이 달성할 정확도를 가늠하는 개념 검증 민감도 분석을 수행했다. 분석 결과 은하 중심 펄서 관측은 S-별과 사건의 지평선 규모 관측으로 얻은 현재의 블랙홀 질량 제약을 최소 3자릿수(세 자릿수 크기) 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
![Final still from Fermi video [<a href="http://bit.ly/Y2K4LN" rel="nofollow">bit.ly/Y2K4LN</a>]. Credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration ----- NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope orbits our plan](/space/_next/image?url=https%3A%2F%2Fimages-assets.nasa.gov%2Fimage%2FGSFC_20171208_Archive_e001547%2FGSFC_20171208_Archive_e001547~orig.jpg&w=3840&q=75)
광자와 암흑물질의 탄성산란은 시선 방향 감마선 스펙트럼을 감쇠시키며, 암흑물질 밀도에 대해 제곱이 아닌 선형으로 비례하는 비율로 광자 소멸과 동일한 연산자를 탐색한다. 연구진은 스칼라·마요라나·디랙 암흑물질을 광자와 결합시키는 질량차원 5~7의 표준모형 게이지 불변 유효연산자를 다뤘으며, 실광자 진폭이 0이 아닌 주도 연산자는 디랙 암흑물질에서 차원 5, 마요라나 암흑물질에서 차원 7로 나타난다. 은하 중심 방향 페르미-LAT(Fermi-LAT) Pass 8 데이터 17년치를 픽셀 단위로 재분석해, 차원 5 디랙 쌍극자에 대해 Λ ≈ 0.32 GeV, 차원 6 스칼라 레일리 연산자에 대해 0.21 GeV, 차원 7 레일리 계열에 대해 0.79~1.06 GeV라는 첫 연산자별 감도 추정치를 제시했다. 다만 도달 범위는 약해 냉암흑물질 질량 영역 전반에서 유효장이론 유효성 문턱 아래에 놓이며, 쌍극자 평면에서는 CMB 및 직접검출 제약에 밀린다. 이 분석 틀은 유사실험으로 보정됐고, 구간별 스펙트럼과 불확도, 시선 방향 기둥밀도를 제공하는 어떤 관측장비에 대해서도 감도를 재계산할 수 있다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
H.E.S.S.의 초고에너지(VHE) 감마선 관측 자료를 스펙트럼-형태 동시 분석한 결과, 은하 중심(GC) 리지의 방출은 1/r^α(α = 1.10 ± 0.05_stat ± 0.10_syst) 우주선 밀도 분포로 잘 재현되며 중심분자대(CMZ) 전역에서 유의미한 스펙트럼 변화가 나타나지 않아 은하 중심으로부터의 지속적 주입을 뒷받침한다. 연구진은 GC 리지 감마선 스펙트럼에서 3σ 이상의 곡률(꺾임)을 보고했고, 이는 모체 양성자의 꺾임 에너지 E_b ~ 15–50 TeV(차단 에너지 E_cut ~ 60–160 TeV)에 해당한다. 또한 펄서풍성운 G0.9+0.1 스펙트럼에서 약 5 TeV의 유의미한 차단을 확인했으며, 주입 지점이 은하 중심 부근으로 제한돼 아치스·퀸튜플렛 성단은 주요 기여원에서 배제됐다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)