가스 바람의 줄무늬와 어둠을 감싸고 별에 붕괴 될 준비가 된 매듭으로 비틀어집니다. 그리고 그것은 모두 Nia Imara의 손바닥에서 발생합니다.
별이 태어난 가스와 먼지의 폭풍우 구름은 과학적 수수께끼로 남아 있습니다. 그러나 산타 크루즈 (Santa Cruz) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 천체 물리학 자뿐만 아니라 시각 예술가 인 이마라 (Imara)는 그들을 생생하게한다. 그녀는 분자 구름의 컴퓨터 시뮬레이션 (호출)으로 장난감, 난기류, 중력 및 자기장 설정을 조정하여 이러한 매개 변수가 분노하는 폭풍에 어떤 영향을 미치는지 확인합니다. 그런 다음 그녀는 3D 프린터를 사용하여 야구 크기의 수지 구체에 데이터를 캐스팅합니다. 이러한 항성 초음파 조각의 조각품은 Imara가 그 어느 때보 다 더 친밀하게 별 형성을 안내하는 과정을 연구하는 데 도움이되었습니다.
.Imara는 지난 10 년 동안 분자 구름을 이해하는 데 큰 발전을 이루었습니다. 그녀의 조사는 우주 소속에 대한 탐구에서 비롯되었습니다. 우리 몸의 많은 요소 (생명에 필요한 요소)는 별에서 단조되었습니다. 그리고 Imara의 말에 따르면 별의“조부모”와“부모”는 분자 구름 내부에서 소용돌이 치는 수소 원자와 분자입니다. 캘리포니아 원주민 인 Imara는 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)에서 대학원생으로서 구름의 속성을 연구하기 시작했으며 2010 년에 그녀는 천체 물리학 박사 학위를받은 학교 최초의 흑인 여성이되었습니다.
.그런 다음 하버드 대학교 (Harvard University)의 박사후 연구원으로서, Imara는 칠레의 라디오 망원경 인 Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array)를 사용하여 분자 구름을 먼 드워프 은하에서 고해상도로 관찰했습니다. 그녀는 다양한 구름을 비교함으로써 우주의 차가운 어둠 속에서 구조와 패턴을 식별하는 법을 배웠습니다. 그녀는 새로운 세대의 별들이 형성 될 가능성이있는 지역을 강조하고 은하계의 별 형성 속도가 은하의 먼지의 특성과 함께 진화하는 방법에 대한 모델을 개발했습니다.
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요소의 계보를 연구하면 Imara는“우리는 모두 연결되어 있습니다. 말 그대로, 우리 모두는 별에서 왔습니다.”라고 상기시킵니다. 그녀는 과학을“모든 인류의 출생 권”으로보고 있으며, 유색인들이 과학에 참여하고 혜택을받는 것을 방해하는 체계적인 인종 차별에 대응하기 위해 노력하고 있습니다. 2 년 전, 그녀는 컬러 학생들을위한 무료 수학 및 과학지도를 제공하는 비영리 단체를 시작했습니다. Imara는 또한 최근 캘리포니아 대학교, 산타 크루즈 및 가나 라디오 천문학 전망대 간의 파트너십을 시작했습니다. 서 아프리카의 과학자들이 관리하고 운영하는 통신 요리에서 개조 된 망원경.
.Quanta Magazine 최근 Imara와 함께 태어나 기 전에 별을 보려는 시도에 대해 이야기했습니다. 인터뷰는 명확성을 위해 압축되고 편집되었습니다.
기본부터 시작하겠습니다. 별이 어떻게 형성되는지에 대해 지금까지 무엇을 알고 있습니까?
별은 우리에게 빛을 주지만 별의 삶은 어둠 속에서 시작됩니다. 별이 형성되기 위해서는 가스가 충분히 높은 밀도로 압축하여 핵 융합이 시작될 수있는 성간 공간의 조건이 필요합니다. 그러나 공간의 많은 영역은 실제로 상당히 뜨겁습니다. 종종 전자의 원자를 제거하고 이온화 할 수있을 정도로 뜨겁고 이온화 된 가스 저항은 압축됩니다. 우리가 별이 형성되는 것을 볼 때마다, 그들은 우리가 분자 구름이나 별이 많은 보육원이라고 부르는이 광대 한 복합체 안에있어 가스가 크게 중립적입니다. 구름 내에서 발생하는 물리적 과정은 가스가 냉각되어 중력이 효과가되어별로 압축 될 수 있도록 도와줍니다.
이 훌륭한 보육원 자체가 어떻게 형성되는지에 관해서는 여전히 많은 열린 질문이 있습니다.
왜 그런가요? 구름이 공부하기 어려운 이유는 무엇입니까?
분자 구름의 주요 성분은 수소 분자이며, 이는 두 개의 수소 원자가 함께 결합된다. 그러나 분자 수소는 양자 기계적 특성 때문에 실제로 감지하기가 정말 어렵습니다. 또한 분자 구름 내의 성간 먼지는 이들 영역과 관련된 광학 및 자외선의 많은 부분을 가리므로 감지하기가 더욱 어려워집니다.
.구름 내부에 어떻게 보이십니까?
우리는 트레이서 분자에 의지해야합니다.이 구름 내에 존재하는 다른 화합물. 일산화탄소는 우리가 사용하는 주요 분자이며 분자 수소보다 훨씬 덜 풍부하지만 두 번째로 풍부한 분자입니다. 그리고 일산화탄소는 클라우드의 질량 및 부피 밀도와 같이 측정에 관심이있는 전체 특성을 유추 할 수있을 정도로 밝게 빛납니다. 우리는 또한 먼지를 사용하여 대식 보육원의 특성을 추적 할 수 있습니다.
나는 먼지가 관찰을 방해한다고 생각했다. 하지만 먼지에서 별 형성에 대해 배울 수 있다고 말합니다.
먼지는 많은 천체 물리학 자들의 금지이지만, 나는 우리에게 흥미롭고 유용한 것을 말하고 있기 때문에 먼지를 좋아합니다.
먼지는 먼지 입자 표면에서 가장 효율적으로 형성되는 수소 분자의 형성을 용이하게합니다. 따라서 별 형성 가스가있는 경우 일반적으로 먼지가있어 별빛을 흡수하여 더 긴 파장에서 다시 방출합니다. 먼지가 별빛을 소멸시키는 방식을 관찰하거나 그것이 다시 방출되는 빛을 관찰함으로써, 우리는 먼지를 사용하여 별 형성과 관련된 과정뿐만 아니라 별의 보육원의 특성을 추적 할 수 있습니다.
.그러나 예를 들어 먼지 방사선을 별 형성 속도에 연결하려면 도약을하려면 온도와 같은 먼지의 특성에 대한 가정을해야합니다. 은하의 성간 먼지를 더 잘 이해하기 위해 동료들과 나는 분진의 질량과 온도가 스텔라 질량 및 별 형성 속도와 같은 다른 은하계 특성에 따라 우주 시간 동안 어떻게 변하는지를 추적하는 모델을 만들었습니다.
확실히 광학 천문학 자라면 먼지는주의를 기울이지 않으면 모든 종류의 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 별 형성에 관심이있는 사람들에게는 먼지가 두려워 할 것이 아닙니다.이 구름 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하는 또 다른 방법입니다.
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그리고 구름 내부에서 무슨 일이 일어나고 있습니까?
우리가 분자 구름의 사진을 볼 때, 우리는 그것들이 기하학 측면에서 매우 복잡하다는 것을 알게됩니다. 그들은이 복잡하고 정교한 구조를 모두 가지고 있습니다. 여러면에서 그들은 별보다 형태 학적으로 훨씬 더 복잡합니다. 이는 본질적으로 구체로 근사 될 수 있습니다. 분자 구름은 필라멘트라고 불리는 길고 마른듯한 고밀도 구조로 채워져 있습니다. 그리고 구름 내의 장소는 별이 형성되는 경향이있는 곳 이이 필라멘트의 조밀 한 교차점에 있습니다. 별이 무너지고 생산할 가능성이 가장 높은 최고 밀도 가스입니다.
는 필라멘트가 별 형성을 돕는 것입니까?
우리는 그렇게 생각합니다. 우리는 거대한 분자 구름의 복잡한 하위 구조가 실제로 별 형성에 중요한 역할을한다는 것을 이해하게되었습니다. 예를 들어, 별자리 페르세우스 내에 위치한 캘리포니아 분자 구름 내부에는 X처럼 보이는이 작은 지역이 있습니다. 일산화탄소 관찰에서, 우리는 그 구조가 가스의 스트림을 별 형성 부위로 깔때기하는 것임을 알았습니다.
그러나 여기서 우리는 이러한 과정이 공부하기 어려운 또 다른 이유를 발견합니다. 우리는 분자 구름이 정교하고 복잡한 기하학이 별 형성에 묶여 있음을 알고 있습니다. 그러나 우리가 가진 이미지는 평평합니다. 본질적으로 2 차원입니다. 우리는 3 차원에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하고 싶습니다. 우리는 이미지의 깊이 내에서 가스의 밀도에 대해 최선을 다하기 위해 물리학에 대해 알고있는 것을 사용해야합니다. 우리의 이해는 시각적으로 무슨 일이 일어나고 있는지 해석하는 능력에 달려 있습니다. 우리가 보는 특정 패턴을 식별하고 특성화합니다. 그리고 우리는 2 차원 이미지를 볼 때 중요한 정보를 놓칠 수 있습니다.
3D 프린트 오브로 해당 데이터를 3 차원으로 가져 왔습니다. 분자 구름의 내부 작업에 대해 여러분에게 가르치는 조각품은 무엇입니까?
우리가 배우고있는 것 중 하나는 분자 구름의 내부 구조가 종종 얼마나 지속되는지입니다. 스텔라 보육원은 단순한 가스 분포 일뿐 만 아니라 매우 끔찍하고 필라멘트입니다. 그리고 우리가 평평한 그림을 볼 때, 우리는 종종 구름의 깊이로 특정 구조가 얼마나 멀리 확장되는지 알 수 없습니다. 그러나이 3D 프린트 객체와 같은 도구가 있으면 본질적으로 대화식이며 구름을 통과하는 구조의 구조를 볼 수 있습니다.
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인쇄물은 또한 다양한 유형의 하위 구조를 구별하는 데 도움이됩니다. 예를 들어, 두 개의 공간 치수로 필라멘트를보고 있다면 실제로 옆에서보고있는 2 차원 시트 일 수 있습니다. 그리고 그것은 평평한 그림이나 컴퓨터 시뮬레이션을 만들기가 어렵습니다. 그러나 3D 인쇄물을 사용하면 구름을 통해이 시트와 같은 구조가 확장되는 것을 볼 수 있으며, 이는 열렬한 가능성을 높입니다. 어쩌면 우리가 보는 필라멘트 중 일부는 실제로 시트이거나 시트가 필라멘트의 선구자 일 수도 있습니다. 우리는 분자 구름의 형성에서 별의 탄생으로 이어지는 모든 단계를 함께 조각하는 데 정말로 관심이 있습니다.
최근에, 우리는 James Webb Space Telescope와 함께이 스타 형성 지역 중 하나를 새로운 빛으로 보았습니다. Carina Nebula 사진에 대한 당신의 반응은 무엇입니까?
카리나 성운의 JWST 이미지는 놀랍습니다. 천문학과 계속 사랑에 빠지게하는 것은 이와 같은 이미지입니다. 나는 종종 학생들에게 별 사이의 공간이 비어 있지 않다고 말하며, 이와 같은 그림은 밤하늘을 볼 때 상상력을 실제로 감각시킵니다.
.이 새로운 카리나 이미지를 같은 지역의 이전 허블 이미지와 비교하는 것은 흥미 롭습니다. 새로운 이미지는 클라우드의 내부 구조를 많이 보여줍니다. 우리는 이전에 가스, 희미한 어린 별 및 프로토-스텔라 제트기를 보게됩니다. 두공 충격에 가까운 눈으로, 우리는 별의 보육원의 마음에 더 가까이 다가 가기 시작합니다.
스타 형성을 공부하는 것 외에도 첫 번째 를 발견하는 데 도움이되었습니다. 은하수 외부의 후보 행성 작년 . 어떻게 일어 났습니까?
알려진 외계 행성의 대다수는 호스트 스타의 비결에서 변화로부터의 존재를 유추함으로써 발견되었습니다. 우리는 행성이 그 앞에서 교차 할 때 별의 빛이 밝아 지거나 행성이 잡아 당기면 주파수가 이동하는 것을 봅니다. Rosanne di Stefano가 이끄는 우리 그룹은 외계 행성 검색에 새로운 접근 방식을 취하기로 결정했습니다. 광학 조명 대신에, 우리는 특정 유형의 소형 바이너리 스타가 제공하는 밝은 엑스레이를 찾았습니다. 여기서 동반자 중 한 명이 중성자 별, 흰색 난쟁이 또는 블랙홀입니다. 이 X- 선 방출은 너무 강렬하고 소형이기 때문에 행성이 앞쪽으로 지나면 눈에 띄는 신호를 생성해야합니다. 이 기술의 좋은 결과는이 서명을 훨씬 더 먼 거리에서 감지 할 수 있다는 것입니다. 이것은 우리가 다른 은하에서 첫 번째 외계 행성 후보를 발견 한 방법입니다. 전통적인 방법을 사용하여 너무 멀리 떨어져 있습니다.
.근처에 너무 많은 사람들이있을 때 다른 은하에서 행성을 공부하는 이유는 무엇입니까?
우리는 우리 자신의 뒷마당에서 일어나는 일을 바탕으로 우주 전체에 대해 가정 할 수 없습니다. 알려진 모든 외계 행성보다 지구에서 훨씬 더 멀리 떨어져있을뿐만 아니라,이 후보자는 우리가 익숙했던 것보다 진화의 훨씬 후기 단계에있는 별 주위에서 감지되었습니다. 그것은 우리가 은하계에서만 관찰을 사용해도 설명하지 않은 상황입니다.
마찬가지로, 우리는 은하수를위한 별 형성 이론을 원하지 않습니다. 우리는 보편적 이론을 원합니다. 난쟁이 은하를 공부하는 것을 좋아합니다. 왜냐하면 그들은 우주에서 가장 흔한 유형의 은하 일뿐 만 아니라 은하계와 다른 환경에서 별 형성을위한 우수한 천체 물리학 실험실이기 때문입니다. 드워프 은하는 은하수와 같은 거대한 은하에 비해 무거운 원소가 많습니다. 이와 관련하여, 우리는 그것들이 무거운 요소가 부족했을 수도있는 우주의 가장 초기 은하계와 비슷할 수 있다고 생각합니다.
귀하의 연구는 시각화하기 어려운 천문학적 과정을 연구하는 데 중점을 두었습니다. 예술가로서의 정체성은 과학적 질문을하고 대답하는 방식에 어떤 영향을 미칩니 까?
나는 몇 년 전에 그린이 스케치를 가지고 있습니다. 상상력은 과학을하는 것이 의미하는 것의 큰 부분이며, 나는 종종 이러한 환경에 가까워지는 것이 어떤 것인지 상상합니다. 예술가와 천문학 자로서, 당신은 자연에서 일어나는 일을 신중하게 관찰하고 실제로 어떤 모습인지 이해하려고 노력해야합니다. 나는 이미지에 대한 나의 친화력과 사물을 시각화하려는 욕구가 확실히 나의 과학적 호기심에 공급된다고 생각합니다. 결국, 천문학은 실제로 빛과 이미지의 과학입니다.
궁극적으로 예술은 내 정체성의 또 다른 차원 일뿐입니다. 아마도 내가 이해하는 것보다 더 신비한 방식으로 내 작품에 영향을 미칩니다.
