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마초 (천체)

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1. 개요

마초(MACHO)는 별의 중력 렌즈 현상을 통해 감지될 수 있는 천체로, 암흑 물질의 후보로 연구되었다. 중력 마이크로렌즈 현상을 이용한 탐색 시도가 있었고, MACHO 협력팀은 마초의 존재를 주장했지만, EROS2 협력팀은 이를 확인하지 못했다. 마초의 후보로는 블랙홀, 암흑 에너지 별, 중성자별, 백색 왜성, 흑색 왜성, 갈색 왜성 등이 있으며, 이론적으로는 현재 우주에 존재하는 암흑 물질의 많은 양을 설명하기 어렵다는 연구 결과가 있다.

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마초 (천체)
개요
유형암흑 물질 후보
구성은하 헤일로 내의 무거운 콤팩트 천체
예시블랙홀
중성자별
갈색 왜성
무거운 백색 왜성
행성
세부 정보
설명암흑 물질의 한 형태
특징무거움
콤팩트함
헤일로 내에 존재
탐색 방법중력 렌즈 효과
추가 정보
관련 연구MACHO 프로젝트

2. 검출

마초는 별 앞이나 근처를 지나갈 때 발생하는 중력 마이크로렌즈 현상을 통해 검출할 수 있다. 마초의 중력은 별빛을 구부려 별을 더 밝게 보이게 만든다. 여러 연구 그룹이 마이크로렌즈 현상을 탐색하여 마초를 찾고 있지만, 현재까지의 연구 결과로는 마초가 암흑 물질의 상당 부분을 설명하기에는 부족하다는 결론이 나왔다.[2] MACHO 협력팀은 2000년에 약 0.5 태양 질량을 가진 마초의 존재를 예측할 만큼 충분한 마이크로렌즈 현상을 발견했다고 주장했지만, EROS2 협력팀은 이를 확인하지 못했다.[3] 허블 우주 망원경 관측 결과, 헤일로 질량의 극히 일부만이 적색 왜성으로 구성되어 있음이 밝혀져,[4][5] 마초가 질량 결손 문제를 해결하지 못한다는 것이 확인되었다.

3. 유형

갈색 왜성, 자유 부유 행성 등 항성이 되지 못한 소질량 천체나, 소질량 블랙홀, 중성자별, 백색 왜성 등의 컴팩트 천체가 마초의 후보로 생각되고 있다.[6]

4. 이론적 고찰

이론적 연구에 따르면, 마초가 현재 우주에 존재하는 많은 양의 암흑 물질을 설명하기는 어렵다.[7] 현재 이해되고 있는 빅뱅은 관측된 원소의 풍부도, 특히 중수소의 풍부도와 일치하면서 충분한 양의 중입자를 생성할 수 없었다.[8][9]

우주 마이크로파 배경과 은하의 대규모 구조에서 중입자 음향 진동에 대한 별도의 관측은 중입자와 총 물질량의 비율에 대한 제한을 설정한다. 이러한 관측은 마초의 존재 여부에 관계없이 비중입자 물질의 많은 부분이 필요하다는 것을 보여준다.[10] 그러나 원시 블랙홀과 같은 마초 후보는 비중입자 물질(초기 빅뱅의 선 중입자 시대에서)로 형성될 수 있다.[11]

참조

[1] 서적 The Universe at Midnight Simon and Schuster
[2] 논문 The MACHO Project: Microlensing Results from 5.7 Years of LMC Observations https://arxiv.org/ab[...] 2000
[3] 논문 Limits on the Macho Content of the Galactic Halo from the EROS-2 Survey of the Magellanic Clouds https://arxiv.org/ab[...] 2007
[4] 간행물 Analysis of a Hubble Space Telescope Search for Red Dwarfs: Limits on Baryonic Matter in the Galactic Halo 1996
[5] 간행물 From Stars to Superplanets: The Low-Mass Initial Mass Function in the Young Cluster IC 348* 2000
[6] 웹사이트 Ubiquitous Brown Dwarfs: A Dark Matter Solution? https://www.centauri[...] centauri-dreams.org 2009-04-22
[7] 논문 Limits on stellar objects as the dark matter of our halo: nonbaryonic dark matter seems to be required https://arxiv.org/ab[...]
[8] 논문 Chemical abundance constraints on white dwarfs as halo dark matter https://arxiv.org/ab[...] 2000
[9] 논문 Dark Matter and Big Bang Nucleosynthesis https://arxiv.org/ab[...] 1995
[10] 웹사이트 Intermediate Guide to the Acoustic Peaks and Polarization http://background.uc[...] 2001
[11] arXiv Primordial black holes from the QCD epoch: Linking dark matter, baryogenesis and anthropic selection 2020
[12] 서적 The Universe at Midnight Simon and Schuster



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