수많은 스카이프-딱딱한 작품 체계와 마찬가지로,이 체계는 그립 세션으로 시작되었습니다. 2011 년 가을, 로베르토 아브라함과 피에르 반 콕 쿰 (Pieter Van Dokkum)은 토론토의 네팔 식당에서 통신했습니다. 카레와 쌀, 그리고 넉넉한 양의 맥주로 오랜 친구들은 이전에 여러 번 논의한 문제를 불러 일으켰습니다.
.관찰 우주 학자로서, 그들은 은하들이 어떻게 태어나고 진화하는지에 대한 전문적인 관심을 공유했습니다. 계층 적 은하계 형성으로 알려진 주요 이론은이 성장을 작은 것에서 크고 단순한 것까지 복잡한 것으로 묘사합니다. 빅뱅 후 불과 몇 년 만에 처음에는 거의 모든 미사가 어두운 물질이었습니다. 그러나 암흑 물질은 유아 우주를 가로 질러 균등하게 퍼지지 않았으며 곧 밀도가 높은 주머니가 서로 뭉쳐지기 시작하여 중력의 풀 아래에서 대략 구형 묶음으로 압축되었습니다. 이 "암흑 물질 후광"이 커지고 더 작고 컴팩트 한 가스는 코어에 모여 별 (첫 번째 은하)에 가스가 쏟아졌습니다. 수십억 년에 걸쳐 은하가 충돌하고 더 큰 시스템으로 합쳐져 결국 우리 은하수와 같은 화려한 우주의 거대를 만듭니다.
그러나이 이론을 테스트하는 것은 쉽지 않았습니다. 모델러는 실제 우주에서 관찰되면 이야기를 개선하고 신뢰할 수있는 은하 구조와 행동에 대한 예측을 지속적으로 뱉어 내고있었습니다. 그러나 아브라함과 반 도킴과 같은 천문학 자들은 현재 망원경을 사용하여 모델을 지원하거나 반박 할 수 없다는 것을 발견했습니다. Yale University의 교수 인 Van Dokkum은“기존 기술을 더 밀어 붙일 수 없었기 때문에 좌절했습니다.
그들은 또한 성가신 천문학이 어떻게되었는지에 대해 좌절했다. 현대 천문 프로젝트는 일반적으로 대규모 일이며, 작은 재산, 일련의 서류 및 인내심이 필요하다. 토론토 대학 교수 인 아브라함은“천만 달러를 모으고 팀을 구성하는 방법을 구상해야한다. 심지어 10 년 후에 상황이 결실을 맺을 지 알 수있다”고 토론토 대학교 교수는 말한다.
.더 나은 접근 방식이 있어야했습니다. 그들의 대화가 깊어지면서, 그와 Van Dokkum은 두 명의 끈적 끈적한 우주 학자들이 스스로 파업 할 수 있는지에 대해 생각했습니다. 그들은 계층 적 은하계 이론을 시험에 넣을 수있는 빠른 방법을 찾는 것에 대해 환상을 가졌다. 그러나 어떻게?
그런 다음 점차적으로 예기치 않게 답이 제시되었습니다. 한 가지 오랜 예측에 따르면, 은하수와 같은 큰 은하는 광대하고 무질서한 잔해물에 앉아 있어야합니다. 컴퓨터 모델은이 은하를 보여줍니다. 수백 ~ 수천 ~ 수천 명의 희미하고 어두운 미래가 풍부한“난쟁이”은하가 그들 주위에 소용돌이칩니다. 아브라함이 말한 것처럼,“모든 은하계는 스쿼시 버그처럼 보일 것입니다.”
.그러나 현재 망원경을 통해 볼 수있는 은하는 기후 나선과 타원과 같은 매끄럽고 대칭적인 것처럼 보입니다. 이것은 은하 진화에 대한 우주 학자들의 이론이 잘못되었음을 암시 할 수 있습니다. 그러나 아마도 아브라함과 반 콕 쿰은 전통적인 망원경을 추측했을 가능성이 높습니다. 기존의 망원경은 단순히 은하의 밝은 중심 너머로 소용돌이 치는 어둡고 확산 된 잔해를 골라 낼 수 없습니다.
.문제는 망원경 크기의 문제가 아닙니다. 더 크고 더 큰 거울은 천문학 자들이 공간과 시간을 더 깊고 깊게 동료로 만들어 초기 우주에서 매우 희미한 빛의 빛나는 빛나기를 내릴 수있게 해주었다. 그러나 연구자들이 근처 은하 주변의 후광과 같은 큰 하늘을 가로 질러 확산 물질을 조사하려고 할 때, 그들은 문제가 발생합니다. 거울의 반사 표면의 작은 불규칙성은 들어오는 빛을 흩어지고, 실제 데이터를 가리는 귀신 및 기타 인공물로 이미지를 오염시킵니다.
갑자기, 또 다른 맥주를 삼키면서 Van Dokkum 은이 곤경에서 벗어날 수있는 방법을 알고 있다는 것을 깨달았습니다. 그는 야생 동물 사진의 취미를 만들었고 (최근에는 잠자리 사진 모음을 발표 했음) 카메라 트렌드를 따라 잡았습니다. "나는이 멋진 새로운 망원 렌즈에 대해 들었습니다."라고 그는 말합니다. 일본 Optics Corporation Canon은 나노 크기의 독점 필름으로 코팅 된 고급 렌즈를 생산하기 시작했습니다. 캐논은 카메라의 탐지기로부터 잘못된 빛을 빗나가함으로써 원뿔은 산란의 영향을 효과적으로 제거했다고 주장했다. 사진 작가는 이제 유령이나 플레어가 더 바삭 바삭하고 진실한 이미지를 얻을 수 있습니다.
Van Dokkum은 큰 소리로 궁금해했습니다. 그와 아브라함이 우주에서 이와 같은 렌즈를 돌리면 어떻게 될까요? 그들은 마침내 우주 학자들이 오랫동안 찾고 있었던 은하계를 둘러싼 섬세하고 어두운 구조를 감지 할 것인가?
14 센티미터 조리개를 사용하면 하나의 캐논 렌즈는 그다지 밝히지 않을 것입니다. 우주 학자들이보고 싶어하는 희미한 물체를 만들기 위해 충분한 빛을 모으기 위해 몇 주 동안 야간 노출이 필요합니다. 그리고 그것은 완벽한 날씨와 기술적 인 딸꾹질이 없다고 가정했습니다. 그러나 그들이 더 많은 렌즈를 추가하면 어떻게됩니까? 잠자리의 복합 눈처럼 여러 렌즈를 통해 은하를 영상화함으로써, 그들은 더 적은 시간 안에 희미한 구조를 포착하는 동시에 오류를 수정할 수 있습니다.
Van Dokkum은 이렇게 회상합니다.“저에게는 전체 대화가 어떻게 든 이론적이었습니다. “그러나 밥은``왜 우리는 왜 그렇게하지 않습니까? 실제로, 실제로 건축합니까? '”
그들은 그들의 창조 잠자리를 부를 것입니다.
몇 달 안에 아브라함과 반 두킴은 새로운 캐논 렌즈 중 하나와 동반 장비 중 하나를 구매하기 위해 약 15,000 달러의 연구 기금을 긁어 냈습니다. 2012 년 3 월, 그들은 그것을 테스트하기 위해 퀘벡의 Mont-Mégantic Dark Sky Preserve로 이끌었습니다. Nanocones의 코팅은 Canon이 주장한 것처럼 혁명적 인 것으로 판명 될까요?
.아마추어 스타 게이저로 가득 찬 눈 덮인 주차장에서 렌즈를 카메라에 부착하고 삼각대에 장착하고 M51으로 알려진 나선형 은하에서 작은 망원경을 훈련시켰다. 1700 년대 후반에 처음으로 관찰 된 M51은 수세기 동안 강렬하게 연구되고 촬영되었습니다. 그러나 2 시간의 노출 후 캐논 렌즈는 과학자들이 이전의 힌트 만 모았다는 광경을 포착했습니다. Van Dokkum은“우리는 렌즈가 우리가 기대했던 것만 큼 탁월하다는 것을 빨리 깨달았습니다.
잠자리를 짓기 위해 2 개의 렌즈와 기타 외부 부품을 위해 돈을 모으는 데 몇 달이 걸렸습니다. 그들은 각 렌즈를 디지털 카메라와 포커셔와 짝을 이루고 모든 것을 Mac Mini에 연결했습니다. (재부팅을 최소화하기 위해, 각 렌즈는 이제 자체 썸 드라이브 크기의 컨트롤러를 통해 작동합니다. 자체 컴퓨터와 무선으로 통신합니다.) 렌즈를 보호 금속 실린더에 넣은 다음 맞춤형 마운트에 모여 드래곤 플라이의 눈이 하늘에서 같은 지점을 가리 킵니다. 아브라함은 거의 동일한 세 가지 스냅 샷을 단일 이미지로 결합 할 소프트웨어를 썼습니다.
2012 년 9 월, 그들은 잠자리를 뉴 멕시코 남부의 망원경 호스팅 부지로 배송하여 대부분의 밤에 맑은 하늘을 믿을 수있었습니다. Van Dokkum은“우리는 문자 그대로 우리의 장비를 공급하고 비행기를 예약하고 그 달 전에 그것을 설정했습니다.
고향 대학으로 돌아가서 그들은 인터넷을 통해 잠자리를 통제 할 수있었습니다. 용이성과 자유는 짜릿합니다. Van Dokkum은“오늘 밤 토성을 관찰하기를 원한다면 그렇게 할 수 있습니다. "창의성과 유연성의 양은 [천문학에서] 엄청나게 드물다."
2013 년까지 그들은 잠자리를 8 개의 렌즈로 업그레이드했으며 2014 년에는 첫 번째 중요한 발견을 발표했습니다. Yale의 대학원생 인 Allison Merritt와 함께 그들은 M101로 알려진 큰 나선형 은하 또는 바람개비 갤럭시를 이미지화했습니다. 주변의 들판에서 그들은 아무도 전에 보지 못한 7 개의 난쟁이 은하를 확인했습니다. 그러나 그들이 데이터를 분석했을 때, 그들은이 난쟁이 중 3 개만 M101을 공전하고 있음을 발견했습니다. 모델은 수백을 예측했습니다. 나머지는 어디 있었습니까?
M101의 위성 중 상당수는 잠자리가 볼 수 없을 정도로 어둡습니다. 별이없는 은하를 공전하는“알몸”후광이있을 수도 있습니다. 그러나 아브라함과 반 도킴은 더 밝은 난쟁이의 부족이 이상하다고 말합니다. 아브라함은“잠자리가 다른 은하계 주변에서 이러한 위성을 찾지 못하면 계층 적 은하계 이론이 완전히 잘못되었거나 별이 형성되거나 눈물을 흘리지 못하게하는 물리학이 있습니다. "나는 그것이 후자라고 생각한다.
난쟁이 위성 외에도 연구자들은 M101 주위의 잔해의 후광을 볼 것으로 예상했다. 그들은 잠자리가 그것을 감지 할만 큼 민감하다는 것을 알고있었습니다. 그러나 망원경은 아무것도 드러내지 않았다. 후광은 눈에 띄지 않았다. Rabble-Rousing 천문학 자들은 그 사실을 무엇을 만들까요? Van Dokkum은“그다지 많지 않습니다. "하나의 대상을 기반으로 전체 계급의 이론을 배제 할 수는 없습니다."
M101의 결과는 체계적인 조사를 시작하도록 설득했습니다. 그들은 3 년 만에 20 ~ 30 개의 은하에 이미지에 대한 보조금을 받았으며 토론토 대학교에서 다른 대학원생 인 지엘 라이 장 (Jielai Zhang)을 모집했습니다. (그들은 2017 년까지 첫 번째 결과를 게시 할 것으로 예상됩니다.)
한편, 잠자리는 10 개의 렌즈, 24, 곧 48 (2 개의 안내 렌즈)으로 성장했습니다. 아브라함은“50 개의 렌즈에서 우리는 효과적으로 세계 최대의 작업 굴절기 망원경입니다. 업그레이드는 몇 주에서 몇 시간 동안 이미지를 생성하는 데 걸리는 시간을 크게 증가 시켰습니다. 그리고 망원경은 여전히 기술적으로 프로토 타입이지만 이미 알려진 우주에서 물체의 카탈로그를 확장하고 있습니다.
예를 들어, 최근에 아브라함과 반 콕 쿰 (Van Dokkum)은 갤럭시 설문 조사에서 휴식을 취했는데, 그 이유는 지구에서 3 억 명의 광보로 붐비는 붐비는 혼수 상태 인 혼수 상태를 이끌었습니다. 과학자들의 놀랍게도 초상화는 흥미롭게 어둡게 수십 개의 거대한 은하를 드러 냈습니다. 은하수만큼이나 큰이“초고류”은하는 약 1 천분의 빛 만 방출합니다.
현재 모델은 그러한 은하가 존재해서는 안된다고 말합니다. 그러나 그들은 여기에, 충돌하고 행복한 혼수 상태에 빠졌다. Van Dokkum은“그들은 많은 암흑 물질에 의해 함께 유지되어야합니다. "그렇지 않으면 그들은 매우 빨리 찢어 질 것입니다."
이 발견에서 영감을 얻은 뉴욕의 스토니 브룩 대학교 (Stony Brook University)의 천문학자인 진 코다 (Jin Koda)와 그의 동료들은 하와이의 마우나 케아 (Mauna Kea) 꼭대기에있는 강력한 스바루 망원경이 촬영 한 아카이브 코마 이미지에 대해 구속했다. 그들은 잠자리 데이터를 가이드로 사용하여 이전에 간과되거나 유물로 간과 된 초고품 은하의 수백 가지를 발견했습니다. Van Dokkum은“모든 사람은 큰 확산 은하가 존재하지 않는다는 것을 알고있었습니다. "그래서 그들은 그들을 찾을 생각이 없었습니다."
아브라함의 관점에서, 잠자리는 더 깊은 연구를위한“일종의 패스 파인더”입니다. "이 작은 망원경은이 검출하기 어려운 것들을 찾는 데 정말 능숙하지만 실제로 이해하려면 하와이 또는 우주에 큰 망원경이 필요합니다." 산란은 큰 반사기가 후광 및 난쟁이 은하와 같은 확산 구조를 나타내는 것을 방지 할 수 있습니다. 그러나 잠자리가 발견되면 천문학 자들은이 큰 거울을 사용하여 특정 물체를 확대하여 훨씬 더 자세히 연구 할 수 있습니다.
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Dragonfly는 애호가와 전문 천문학 자들 사이에서 아브라함과 Van Dokkum 미성년자를 만들었습니다. 그들의 동료들은 그들의 독창성과 초기 성공에 박수를 보냅니다. 호주 시드니 천문학 연구소의 Joss Bland-Hawthorn은“Dragonfly는 Diffuse Universe를 잠금 해제하는 최신의 획기적인 것입니다. 그는 또한 Dragonfly의 발명가들이 우주론을하는 관료적 부담을 피할 수있는 방법에 대해 감사합니다. "새로운 무언가를 찾는 것보다 더 스릴은 없습니다."
하버드 대학교의 천문학자인 아비 로브 (Avi Loeb)는 동의합니다. 그는 그룹의 가장 최근의 이론적 논문 중 하나를 출판 한 것에 대해 Dragonfly를 인정합니다. 2015 년 초, 그와 그의 공동 저자들은 은하 클러스터의 "외곽 근처"가스 배출을 예측하는 진화 모델을 개발했습니다. 그러나 계산에 따르면, 이러한 배출량은 기존 망원경을 사용하는 것을 관찰하기에는 너무 어둡습니다. 예측을 확인할 수단이 없으면 출판 할 가치가 없다고 결정했습니다.
그런 다음 운 좋게도 하버드 대학교 (Harvard University)의 구어체에 참석하여 아브라함은 잠자리에서 첫 번째 발견을 제시했습니다. Loeb은“잠자리가 방정식에서 예측 한 정확한 빛을 감지 할 수 있다는 것을 알게되었습니다. 기뻐, 그들은 이번 달에 출판 된 논문을 제출했습니다.
아브라함과 반 두쿠는 아직 잠자리가 얼마나 큰 시간을 얻거나 얼마나 볼 수 있을지 말할 수 없습니다. 지금까지 최대 24 개의 렌즈 (여전히 50 렌즈 업그레이드를 마무리하고 있음)로 기존의 망원경이 명확하게 해결 될 수 있기 때문에 10 분의 1의 물체를 선택할 수있었습니다. 이론적으로 더 많은 렌즈는 어두운 것들을 드러냅니다. 그러나 한계가있을 수 있습니다. 잠자리 렌즈의 굴절률과 같은 요인과 은하계 서적으로 알려진 희미한 우주 광 오염의 존재는 망원경의 능력에 딱딱한 모자를 넣을 수 있습니다.
.Van Dokkum은“우리가 50 개의 렌즈를 넘어 갈 수 있는지 여부는 불분명합니다. “또한 우리가 얼마나 큰 가고 싶은지에 따라 다릅니다. 우리가 500 렌즈를 원한다면 훨씬 더 큰 작동이 필요하며, 우리의 삶을 점령하기 시작할 것입니다. 그런 다음 새로운 재미있는 프로젝트를 찾아야합니다.”
Patchen Barss는 토론토에 기반을 둔 과학 기자이자 저자입니다.
