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리서치 하이라이트

초고에너지 우주선의 특성 및 구조 분석 연구

Nature 435, 7040

초고에너지 우주선(ultrahigh-energy cosmic ray)의 기원은 고에너지 우주물리학 분야에서 가장 근본적인 의문 가운데 하나이다. 일반적인 초신성, 펄서, 또는 블랙홀이라도 입자를 그와 같은 엄청난 속도로 가속화하지는 못하기 때문에, 여러 가지 이례적인 출처들이 제안되어 왔었다. 이러한 출처들을 밝히는데 있어서의 문제점은 어떤 입자들이 우주선 내에 존재하는가를 밝히는 것이 어렵다는데 있었다. 일단 지구 대기권으로 들어온 입자들은 원래의 특성을 잃어버리고, 빛에 가까운 속도로 이동하는 입자의 소나기를 이루게 된다. 전파 천체과학자와 입자 물리학자들 간의 공동 연구를 통해서 초고에너지 우주선의 특성과 구조를 좀더 연구할 수 있는 새로운 가능성이 제시되었다. 저 예산 전파 수신기를 이용하여, 우주선 소나기와 일치하는 전파 섬광을 검출하는데 성공하였다. 발광 현상은 지오싱크로트론 효과(geosynchrotron effect)를 통해 설명하는 것이 가능하다. 전파 망원경과 입자 검출기를 이용하여, 초고에너지 우주선의 구조가 곧 밝혀질 것으로 보인다.