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나클라 운석 분류
1998년 대영박물관에서 운석의 일부를 받은 후, 1999년 3월 NASA의 존슨 우주 센터 팀은 광학 현미경과 강력한 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 나클라 운석을 조사하여 다른 특징들 중에서 제한된 크기 범위의 가능한 생물형 형태를 발견했다. 운석의 여러 온전한 조각을 소유하고 있는 런던의 자연사 박물관은 2006년 NASA 연구원들이 그 중 하나를 부수도록 허용하여 지구 오염에서 상대적으로 자유로운 신선한 샘플을 제공했다. 이 과학자들은 암석의 가지 모양의 구멍과 통로를 차지하는 풍부한 복합 탄소질 물질을 발견했는데, 이는 지구 암석에서 관찰되는 박테리아의 효과와 유사하다.
2006년 3월 휴스턴에서 열린 제37회 달 및 행성 과학 학술대회에서는 암석 구멍 내의 탄소 풍부 함량이 생명체의 잔해로 구성되었다는 주장에 대한 논쟁이 있었다. 탄소는 우주에서 네 번째로 풍부한 원소(수소, 헬륨, 산소 다음)이기 때문에 살아있는 유기체와 유사한 형태의 존재는 대부분의 참석자들에게 박테리아가 한때 화성에 살았다는 것을 증명하기에 불충분하다고 여겨졌다. 한 팀은 2014년에 이 운석의 형태에 대한 비생물학적 시나리오가 가장 합리적인 설명으로 간주되지만, 화성 지하에는 생명체가 발달할 수 있는 틈새 환경이 존재한다는 것이 분명하다고 결론지었다.
1999년 존슨 우주 센터에서 운석 조각에서 다양한 아미노산이 분리되었다. 그 중에는 아스파르트산, 글루탐산, 글리신, 알라닌, γ-아미노뷰티르산이 있었다. 그러나 이들이 운석에서 원래 유래했는지 아니면 지구 오염의 산물인지는 명확하지 않다.
화성 샘플 귀환 임무
화성 샘플 귀환 또는 화성 샘플 리턴(Mars sample-return, MSR) 임무는 화성의 암석과 먼지 샘플을 채취하여 지구로 지구로 가져오는 것을 목표로 하는 제안된 임무이다. 이러한 임무는 온보드 센서가 허용하는 것보다 더 광범위한 분석을 가능하게 할 것이다.
회수된 화성 샘플에서 지구 생물권으로의 교차 오염 위험이 제기되었지만, 발생 위험은 낮다고 여겨진다.
가장 최근의 개념 중 일부는 NASA-ESA 제안, CNSA 제안, 톈원 3호, 로스코스모스 제안, 마스-그런트, 그리고 JAXA 제안, Martian Moons eXploration (MMX)으로, 마지막 임무는 포보스를 목표로 한다. NASA와 ESA의 샘플 지구 귀환 계획은 여전히 설계 단계에 있지만, 2024년 기준 샘플은 퍼서비어런스 로버에 의해 화성에서 수집되었다.
화성 샘플 귀환 임무 과학적 가치
지구로 귀환된 샘플은 사용 가능한 가장 정교한 과학 기기로 연구될 수 있다. 워싱턴 NASA 본부 과학 담당 부국장 토마스 주부첸(Thomas Zurbuchen)은 이러한 연구가 여러 분야에서 여러 가지 새로운 발견을 가능하게 할 것이라고 기대한다. 샘플은 미래에 아직 존재하지 않는 기기로 재분석될 수도 있다.
2006년, 화성 탐사 계획 분석 그룹은 화성 탐사와 관련된 55가지 중요한 조사를 확인했다. 2008년, 그들은 조사 중 약 절반이 "MSR에 의해 어느 정도 다루어질 수 있다"고 결론지었고, MSR을 전체 조사 목록에서 "가장 큰 진전을 이룰 수 있는 단일 임무"로 만들었다. 또한, 상당수의 조사는 회수된 샘플 없이는 의미 있게 진전될 수 없다고 보고되었다.
화성 샘플의 한 가지 출처는 화성 운석으로 여겨지는 것으로, 화성에서 분출되어 지구로 온 암석이다. 2023년 8월 기준, 79,000개 이상의 알려진 운석 중에서 356개의 운석이 화성 운석으로 확인되었다. 이 운석들은 화성에서 분석된 암석과 대기 가스의 원소 및 동위원소 조성이 유사하기 때문에 화성에서 온 것으로 추정된다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
화성으로부터의 귀환은 아폴로 계획이 아직 개발 중이고 화성을 지나 비행한 최초의 우주선이 아직 발사되지 않았을 때, 화성 상승을 위해 사람들이 탑승할 것이라는 기대를 가지고 기술 문헌에 나타났다. 당시 화성 대기의 밀도는 아직 알려지지 않았기 때문에, 록히드 엔지니어링 저자는 랑데부 궤도에 도달하기 위한 15톤 발사체의 공기 역학적 항력 조건 범위에 대한 궤적 옵션 분석을 보고했다.
NASA에서는 1970년대 초 바이킹 화성 착륙선 임무가 개발 중이던 시기에 랭글리 연구 센터와 제트추진연구소가 공동으로 화성 샘플 귀환을 연구했으며, 랭글리 연구원은 "화성 표면-궤도 발사체"가 높은 성능을 필요로 할 것이라고 지적했다. 왜냐하면 그 질량이 이전 임무 단계, 즉 해당 차량을 화성으로 전달하고 화성에서 발사 준비를 위한 "질량 및 시스템 요구 사항에 상당한 영향을 미칠 것"이기 때문이다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
적어도 30년 동안 과학자들은 화성에서 지질학적 샘플을 회수할 것을 주장해왔다. 초기 개념 중 하나는 Sample Collection for Investigation of Mars (SCIM) 제안으로, 착륙하거나 궤도에 진입하지 않고 화성 상부 대기를 스쳐 지나가 먼지와 공기 샘플을 수집하는 우주선을 포함했다.
소련은 1975년에 화성 샘플 귀환 임무인 Mars 5NM을 고려했지만, 발사하려던 N-1 로켓의 반복적인 실패로 취소되었다. 1979년에 계획된 또 다른 샘플 귀환 임무인 Mars 5M (마르스-79)은 복잡성과 기술적인 문제로 취소되었다.
1980년대 중반, JPL 임무 계획자들은 MSR이 "예산 및 기타 압력으로 인해 90년대까지 미뤄졌으며", 왕복 비행은 "큰 추진력 요구 사항을 부과할 것"이라고 지적했다. 그들은 지구 귀환을 위한 화성 궤도선, 400kg 로버와 2톤이 넘는 "화성 귀환선"을 가진 착륙선을 포함하여 지구에서 9.5톤의 페이로드를 발사하는 개념의 명목상 질량 예산을 제시했다. 20kg의 샘플 용기는 모든 종류의 화성 지형에서 시추된 과학적 품질의 코어를 포함한 5kg의 샘플을 담아 지구에 도착할 것이다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
1980년대 후반, 여러 NASA 센터가 제안된 화성 로버 샘플 귀환 임무(MRSR)에 기여했다. JPL 저자들에 따르면, MRSR의 한 가지 옵션은 화성 궤도선과 지구 귀환선, 700kg 로버, 그리고 상당한 질량 절약을 위해 펌프 구동 액체 추진을 사용할 2.7톤 화성 상승선(MAV)을 포함한 12톤 패키지의 단일 발사에 의존했다. MAV의 20kg 샘플 패키지는 5kg의 화성 토양을 포함할 예정이었다. 존슨 우주 센터의 한 저자는 펌프 구동 1단계와 압력 구동 2단계를 포함하여 1400~1500kg 범위의 MAV 질량으로 1998년에 지구에서 발사하는 것을 언급했다.
1993년 9월 마스 옵저버의 실패 이후 결성된 미국 화성 탐사 계획은 화성 샘플 귀환을 지지했다. 2000년대 초 글렌 J. 맥퍼슨(Glenn J. MacPherson)이 한 가지 아키텍처를 제안했다.
1996년에 화성에 생명체가 존재할 가능성이 제기되었는데, 이는 화성 운석 앨런 구릉 84001에서 미세화석으로 보이는 것이 발견되었다고 생각되었기 때문이다. 이 가설은 결국 기각되었지만, 화성 샘플 귀환에 대한 새로운 관심을 불러일으켰다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
1990년대 중반, NASA는 JPL과 록히드 마틴에 저렴한 소규모 MSR 임무 아키텍처를 연구하도록 자금을 지원했으며, 여기에는 100kg MAV를 사용하여 500g의 화성 샘플을 회수하는 개념이 포함되었고, 이는 소형 화성 궤도선과 랑데부하여 지구로 귀환할 것이다. 인간 화성 임무의 오랜 지지자인 로버트 주브린은 1996년에 MSR에 대한 최선의 접근 방식은 화성에서 생산된 추진제를 사용하여 지구로 직접 발사하는 것이라고 결론지었다. 화성 궤도에서의 랑데부는 너무 위험하며, 직접 귀환 MAV는 500kg에 달할 것이므로 지구에서 완전히 연료를 채워 화성으로 보내기에는 너무 무겁다고 추정했기 때문이다. 국제 동료 검토자들도 동의했다. 1997년, 재래식 소규모 로켓 기술(고체 및 액체 추진제 모두)에 대한 상세한 분석 결과, 알려진 추진 부품은 수백 킬로그램의 MAV를 구축하기에는 너무 무겁고, "작은 규모로 새로운 하드웨어 개발에 발사체 설계 원리를 적용하는 것"이 제안되었다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
1998년에 JPL은 화성 이륙 시 600kg 이하가 될 2단계 압력 공급 액체 이중 추진제 MAV 설계를 제시했으며, 이는 2005년 MSR 임무를 위한 것이었다. 동일한 JPL 저자는 펌프 구동 추진을 사용하여 가벼운 저압 액체 추진제 탱크와 소형 고압 추력실을 허용함으로써 작게 만들어진 것으로 의도된 명목상의 200kg 단일 단계 MAV에 대해 협력했다. 펌프 구동 작동의 이러한 질량 이점은 단일 탱크의 단순성으로 부분적으로 가능해진 단일 추진제를 사용하여 화성 궤도에 도달하는 데 일관된 질량 예산을 가진 개념적인 100kg MAV에 적용되었으며, 이는 일반적으로 단일 추진제로 수행되는 화성 착륙에도 적용 가능하다. 고압 추진기 및 펌프는 이전에 1994년 21kg 실험 로켓 비행에서 시연되었다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
1999년 말 현재 MSR 임무는 2003년과 2005년에 지구에서 발사될 것으로 예상되었다. 각 임무는 로버와 화성 상승선을 전달할 예정이었고, 2005년에는 프랑스에서 공급된 지구 귀환 기능을 갖춘 화성 궤도선이 포함될 예정이었다. 당시 "산업체에 계약 진행 중"이던 140kg MAV는 1단계에 원격 측정 장치를 포함하고, 단순화된 경량 상부 단계가 분리되기 전에 차량을 300 RPM으로 회전시키는 추진기를 포함할 예정이었다. 각 MAV의 상단에는 3.6kg, 지름 16cm의 구형 페이로드가 500g의 샘플을 담고 태양 전지를 사용하여 지구 귀환 궤도선과의 랑데부를 용이하게 하는 장수명 비컨에 전력을 공급할 예정이었다. 궤도선은 두 MAV가 전달한 샘플 용기를 포획하여 별도의 지구 진입 차량에 배치할 것이다. NASA의 화성 탐사 계획이 2008년까지 샘플을 회수할 것으로 고려했던 이 임무 개념은 프로그램 검토 후 취소되었다.
화성 샘플 귀환 임무 역사
2006년 중반, 국제 화성 샘플 귀환 아키텍처(iMARS) 작업 그룹은 국제 화성 탐사 작업 그룹(IMEWG)에 의해 2018-2023년 기간 동안 국제적으로 후원되고 실행될 화성 샘플 귀환 임무의 과학 및 공학적 요구 사항을 설명하기 위해 위임되었다.
2009년 10월, NASA와 ESA는 엑소마스 프로그램 진행을 위한 Mars Exploration Joint Initiative를 설립했으며, 궁극적인 목표는 "2020년대에 화성에서 샘플을 회수하는 것"이다. 엑소마스(ExoMars)의 첫 번째 임무는 2018년에 발사될 예정이었고, 2020-2022년 기간에 샘플을 회수하는 불특정 임무가 계획되었다. 2011년 캐싱 로버 MAX-C의 취소와 이후 예산 제약으로 인한 NASA의 엑소마스 철수로 임무는 종료되었다. 이 철수는 과학계에 "충격적"이었다고 묘사되었다.
2011년 초, 2013-2022년 기간의 임무 계획 우선순위를 제시한 미국 국립 연구 위원회의 행성과학 10년 조사는 MSR 캠페인을 해당 기간의 최우선 플래그십 임무로 선언했다. 특히, "축소된"(덜 야심찬) 형태의 제안된 Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C) 임무를 승인했다. 이 임무 계획은 2011년 4월에 공식적으로 취소되었다.
마스 2020 퍼서비어런스 로버 임무의 주요 임무 요구 사항은 MSR 준비를 돕는 것이었다. 로버는 2021년 2월 18일 예제로 분화구에 착륙하여 샘플을 채취하고 나중에 회수할 수 있도록 43개의 원통형 튜브에 보관했다.
마스 2020 임무는 2021년 2월 예제로 분화구에 퍼서비어런스 로버를 착륙시켰다. 이 로버는 여러 샘플을 수집했으며, 앞으로도 계속 수집하여 MSR 캠페인에서 나중에 회수할 수 있도록 실린더에 포장할 것이다. 예제로는 고대 호수 바닥으로 보이며, 지상 샘플링에 적합하다. 또한 잠재적인 임무 수명을 고려하여 샘플을 샘플 귀환 착륙선으로 직접 반환하는 임무도 할당되었다.
2022년 12월 21일부터 퍼서비어런스는 MSR 캠페인이 퍼서비어런스에 문제가 발생하더라도 성공할 수 있도록 수집한 샘플 중 10개를 백업 저장고(쓰리 포크스)에 예치하는 캠페인을 시작했다.
화성 샘플 귀환 임무 제안
NASA-ESA 계획은 세 가지 임무를 사용하여 샘플을 반환하는 것이다: 2020년에 발사되어 현재 운용 중인 샘플 수집 임무(퍼서비어런스), 샘플 회수 임무(샘플 회수 착륙선 + 화성 상승선 + 샘플 이송 팔 + 2대의 인제뉴어티급 헬리콥터), 그리고 귀환 임무(지구 귀환 궤도선).
NASA와 ESA의 제안은 아직 설계 단계에 있지만, 샘플 수집의 첫 단계는 현재 화성의 퍼서비어런스 로버에 의해 실행되고 있으며, 샘플 회수 착륙선(두 번째 단계)의 구성 요소는 지구에서 테스트 단계에 있다. 2023년 8월 현재, 후속 단계들은 상당한 비용 초과에 직면해 있었다. 2023년 11월, NASA는 자금 부족 가능성 때문에 프로그램을 축소했다고 보고되었다. 2024년 1월 현재, 이 계획은 예산 및 일정 문제로 인해 지속적인 조사를 받고 있으며, 새로운 전면 개편 계획이 추진되고 있다. 2024년 4월, NASA는 원래 예상 비용 70억 달러와 예상 샘플 귀환 시점 2033년이 받아들일 수 없는 110억 달러와 2040년 귀환으로 업데이트되었다고 보고하며, 더 나은 해결책을 찾기 위해 노력하고 있다고 밝혔다.
화성 샘플 귀환 임무 제안
중국은 톈원 3호라고 불릴 화성 샘플 귀환 임무 계획을 발표했다. 이 임무는 2028년 말에 착륙선과 상승선을 창정 5호에, 궤도선과 귀환 모듈은 창정 3B에 별도로 발사하여 2031년 7월에 샘플을 지구로 귀환시킬 예정이다.
이전 계획은 샘플 수집, 상승, 궤도 랑데부, 귀환 비행 등 모든 임무 단계를 수행할 수 있는 대형 우주선을 사용하는 것이었다. 이는 초중량 발사체인 창정 9호가 필요했을 것이다. 또 다른 계획은 톈원-1을 사용하여 샘플을 보관하고 회수하는 것이었다.
프랑스는 수년간 샘플 귀환을 위해 노력해왔다. 여기에는 회수된 샘플을 위한 외계 샘플 큐레이션 시설 개념과 수많은 제안이 포함되었다. 그들은 다른 국가와의 공동 임무의 일환으로 샘플을 포획하고 귀환시킬 화성 샘플 귀환 궤도선 개발에 참여했다.
화성 샘플 귀환 임무 제안
2015년 6월 9일, 일본 항공우주탐사기구 (JAXA)는 포보스 또는 데이모스에서 샘플을 회수하는 Martian Moons eXploration (MMX)이라는 계획을 발표했다. 포보스의 궤도는 화성에 더 가깝고, 그 표면은 화성에서 분출된 입자를 포착했을 수 있다. 지구에서의 발사는 2026년으로 예정되어 있으며, 지구 귀환은 2031년이다. 일본은 또한 국제 화성 샘플 귀환 임무에 참여하는 데 관심을 보였다.
러시아의 화성 샘플 귀환 임무 개념은 마스-그런트이다. 이는 포보스 그룬트의 설계 유산을 채택했다. 2011년 계획은 궤도선과 착륙선(하지만 로버 기능은 없음)을 포함하는 2단계 아키텍처를 구상했으며, 로봇 팔로 착륙선 주변에서 샘플을 수집했다.
화성 샘플 귀환 임무 역오염
화성에 생명체가 존재하는지 여부는 아직 해결되지 않았다. 따라서 MSR은 잠재적으로 생존 가능한 유기체를 지구로 옮겨 역오염을 초래할 수 있다. 이는 외계 유기체가 지구 생물권에 도입되는 것을 의미한다. 과학적 합의는 병원성 또는 생태계 교란을 통한 대규모 영향의 가능성이 작다는 것이다. 회수된 샘플은 과학자들이 안전하다고 판단할 때까지 잠재적인 생물학적 위험물로 취급될 것이다. 목표는 화성 입자 방출 확률이 백만 분의 1 미만이 되도록 하는 것이다.
제안된 NASA 화성 샘플 귀환 임무는 국가환경정책법 (NEPA) 절차가 완료될 때까지 NASA의 승인을 받지 않을 것이다. 또한, 우주 조약 제7조 및 기타 법적 틀에 따라 유기체 방출이 발생할 경우, 방출국(들)은 그로 인한 손해에 대해 책임이 있다.
샘플 귀환 임무는 화성 환경과 샘플 용기 외부 간의 접촉을 방지하는 임무를 맡을 것이다.
화성 샘플 귀환 임무 역오염
낙하산 실패 위험을 제거하기 위해 현재 계획은 열 보호 시스템을 사용하여 캡슐이 종단 속도로 충돌할 때 충격을 완화하는 것이다. 샘플 용기는 충격력을 견딜 수 있도록 설계될 것이다. 회수된 샘플을 받기 위해 NASA는 맞춤형 생물 안전 등급 4 격리 시설인 화성 샘플 귀환 수령 시설(MSRRF)을 제안했다.
다른 과학자와 엔지니어들, 특히 화성 학회의 로버트 주브린은 저널 오브 코스몰로지(Journal of Cosmology)에서 오염 위험이 기능적으로 0이므로 걱정할 필요가 거의 없다고 주장했다. 그들은 화성 운석 충돌을 통해 수조 킬로그램의 물질이 화성과 지구 사이에 교환되었음에도 불구하고 알려진 사건이 없다는 점 등을 언급한다.
화성 샘플 귀환 반대 국제 위원회(ICAMSR)는 배리 디그레고리오(Barry DiGregorio)가 이끄는 옹호 단체로, 화성 샘플 귀환 임무에 반대하는 운동을 벌인다. ICAMSR은 생물학적 위험의 가능성이 낮다는 것을 인정하지만, 제안된 격리 조치를 안전하지 않다고 본다. ICAMSR은 화성 현지 연구를 더 많이 하고, 샘플을 지구로 가져오기 전에 국제우주정거장에서 예비 생물학적 위험 테스트를 할 것을 주장한다. 디그레고리오는 또한 일반적인 바이러스와 같은 일부 병원균이 우주에서 유래했으며 일부 대량 절멸과 범유행을 일으켰을 가능성이 있다는 견해를 지지한다. 지구 질병과 외계 병원균을 연결하는 이러한 주장은 과학계에서 거부되었다.
브레이크스루 이니셔티브
브레이크스루 이니셔티브(Breakthrough Initiatives)는 2015년에 설립된 과학 기반 프로그램으로, 브레이크스루 상을 후원한 줄리아와 유리 밀너가 자금을 지원하며, 최소 10년 동안 외계의 지적생명탐사를 목표로 한다. 이 프로그램은 여러 프로젝트로 나뉜다. 브레이크스루 리슨은 1,000,000개 이상의 별에서 인공 전파 또는 레이저 신호를 탐색하는 노력을 포함한다. 브레이크스루 메시지(Breakthrough Message)라고 불리는 병행 프로젝트는 "인류와 지구를 대표하는" 메시지를 만드는 노력이다. 마크 저커버그와 공동 설립된 스타샷 프로젝트는 빛의 속력의 약 20% 속도로 가장 가까운 별까지 탐사선 무리를 보내는 것을 목표로 한다. 브레이크스루 워치(Breakthrough Watch) 프로젝트는 센타우루스자리 알파와 지구에서 20광년 이내에 있는 다른 별 주변의 지구 크기의 암석 행성을 식별하고 특성화하는 것을 목표로 한다. 브레이크스루는 토성의 위성 엔셀라두스에 임무를 보낼 계획이며, 따뜻한 바다에서 생명체를 찾기 위해 2018년에 NASA와 프로젝트 파트너십 계약을 체결했다.
브레이크스루 이니셔티브 역사
브레이크스루 이니셔티브는 2015년 7월 20일 런던의 왕립학회에서 물리학자 스티븐 호킹에 의해 대중에게 발표되었다. 러시아 거물 유리 밀너는 우주에서 지적인 외계 생명체를 찾고, 메시지를 우주로 전송하는 계획을 고려하기 위해 이 이니셔티브를 만들었다.
이 발표에는 호킹을 포함한 여러 과학자들이 공동 서명한 공개 서한이 포함되어 있었는데, 이는 외계 전파 통신에 대한 집중적인 탐색을 지지하는 내용이었다. 공개 행사에서 호킹은 "무한한 우주에는 다른 생명체가 존재해야 한다. 이보다 더 큰 질문은 없다. 이제 그 답을 찾는 데 전념할 때다"라고 말했다.
US$1억 달러의 자금 투입은 2000년대 초반보다 SETI 연구 속도를 높일 것으로 예상되며, 대략 1973-1993년 동안 NASA가 매년 SETI 연구에 지출하던 금액의 거의 두 배에 달할 것이다.
브레이크스루 이니셔티브 프로젝트
브레이크스루 리슨은 우주에서 지적인 외계 통신을 탐색하는 프로그램이다. 1억 달러의 자금과 최첨단 시설에 할당된 수천 시간의 망원경 시간을 바탕으로, 이는 현재까지 외계 통신을 위한 가장 포괄적인 탐색이다. 이 프로젝트는 2016년 1월에 시작되었으며 10년 동안 계속될 것으로 예상된다.
이 프로젝트는 그린뱅크 천문대와 파크스 천문대의 전파 관측, 그리고 자동 행성 탐색기(Automated Planet Finder)의 가시광선 관측을 사용한다. 프로젝트의 목표는 100만 개의 인근 별과 100개 은하의 중심을 포함한다. 프로젝트에서 생성된 모든 데이터는 대중에게 공개되며, SETI@Home은 일부 데이터 분석에 사용된다. 첫 번째 결과는 2017년 4월에 발표되었고, 6개월마다 추가 업데이트가 있을 예정이다.
브레이크스루 이니셔티브 프로젝트
브레이크스루 메시지 프로그램은 심우주로 메시지를 보내는 것의 윤리를 연구하는 것이다. 또한 지구에서 외계 문명으로 전송될 수 있는 디지털 메시지를 설계하기 위한 100만 달러 상금 풀의 공개 경쟁을 시작했다. 메시지는 "인류와 지구를 대표하는" 것이어야 한다. 이 프로그램은 "고등 문명과 접촉하는 것의 위험과 보상에 대해 과학 및 정치 고위층에서 전 세계적인 논의가 이루어질 때까지는 어떠한 메시지도 전송하지 않을 것"을 약속한다.
2016년 4월 12일 발표된 스타샷은 빛의 속력의 20%(초당 60,000km 또는 시속 2억 1,500만km)로 센타우루스자리 알파까지 여행할 수 있는 개념 증명 라이트 세일 우주선 함대를 개발하기 위한 1억 달러 규모의 프로그램으로, 도착까지 약 20년이 걸리고, 성공적인 도착을 지구에 알리는 데 약 4년이 걸릴 것이다.
브레이크스루 이니셔티브 프로젝트
성간 여행에는 센타우루스자리 알파 계통의 모성 생명체 거주가능 영역 내에 있는 지구형 행성 크기의 외계 행성인 센타우루스자리 프록시마 b를 지나가는 것이 포함될 수 있다. 1천문단위(1억 5천만 킬로미터 또는 9천3백만 마일) 거리에서 각 우주선에 탑재된 4대의 카메라가 표면 특징을 식별할 수 있을 만큼 충분히 고품질의 이미지를 촬영할 수 있다. 우주선 함대는 1,000척의 우주선으로 구성되며, 각 우주선은 스타칩이라고 불리며, 몇 그램 무게의 매우 작은 센티미터 크기 우주선이 될 것이다. 이들은 최대 100기가와트의 여러 지상 레이저에 의해 추진될 것이다. 각 소형 우주선은 소형 온보드 레이저 통신 시스템을 사용하여 지구로 데이터를 다시 전송할 것이다. 피트 워든이 이 프로젝트의 책임자이다. 이 성간 여행 프로젝트를 가능하게 하는 개념적 원리들은 UC 샌타바버라의 필립 루빈이 "성간 비행 로드맵(A Roadmap to Interstellar Flight)"에서 설명했다. 외계 지능 메시징(METI) 회장 더글러스 바코치는 이 프로젝트의 중요성을 요약하며 "수백 또는 수천 개의 우표 크기 우주 탐사선을 보냄으로써, 브레이크스루 스타샷은 단일 우주선에 의존하는 임무를 쉽게 끝낼 수 있는 우주 비행의 위험을 회피한다. 단 하나의 나노크래프트만 알파 센타우리까지 도달하여 임무 성공을 위한 신호를 보내면 된다. 그렇게 되면 스타샷은 역사를 만들 것이다"라고 말했다.
브레이크스루 이니셔티브 프로젝트
2017년 7월, 과학자들은 스타칩의 전신인 스프라이트(Sprites)가 성공적으로 발사되어 비행했다고 발표했다.
브레이크스루 워치는 우리 우주 이웃에서 지구와 유사한 행성을 찾고 그들이 생명체를 품고 있는지 여부를 확인하는 지구 기반 및 우주 기반 기술을 개발하는 수백만 달러 규모의 천문 프로그램이다. 이 프로젝트는 산소 및 기타 "생물 지표 (물질)"를 찾기 위해 센타우루스자리 알파와 지구에서 20광년 이내에 있는 다른 별 주변의 지구 크기의 암석 행성을 식별하고 특성화하는 것을 목표로 한다.
브레이크스루 엔셀라두스는 토성의 위성 엔셀라두스에서 생명체 존재 가능성을 탐사하기 위한 우주생물학 우주 탐사선 임무 개념이다. 2018년 9월, NASA는 브레이크스루와 공동으로 임무 개념을 만들기 위한 협력 계약을 체결했다. 이 임무는 최초의 민간 자금으로 이루어지는 심우주 임무가 될 것이다. 이 임무는 엔셀라두스의 따뜻한 바다에서 남쪽 얼음 지각을 통해 분출되는 기둥의 내용을 연구할 것이다. 엔셀라두스의 얼음 지각은 두께가 약 2~5킬로미터로 추정되며, 탐사선은 얼음 투과 레이더를 사용하여 그 구조를 파악할 수 있다.
고속 전파 폭발
전파천문학에서 고속 전파 폭발(fast radio burst, FRB)은 아직 이해되지 않는 고에너지 천체물리학적 과정에 의해 발생하는, 초고속 전파 폭발의 경우 밀리초의 일부부터 3초까지 지속되는 순간적인 전파이다. 천문학자들은 평균적인 FRB가 1밀리초 동안 방출하는 에너지가 태양이 3일 동안 방출하는 에너지와 같다고 추정한다. 발생원에서는 극도로 에너지가 높지만, 지구에 도달하는 신호의 강도는 달에 있는 휴대 전화보다 1,000배 약한 것으로 묘사된다.
최초의 FRB는 2007년 덩컨 로리머와 그의 학생 데이비드 나르케비치가 펄사 탐사 데이터를 조사하던 중 발견했으며, 이 때문에 일반적으로 로리머 폭발이라고 불린다. 그 이후로 많은 FRB가 기록되었으며, 그중 일부는 불규칙적으로 반복되는 것으로 감지되었다. 규칙적으로 반복되는 FRB는 단 하나뿐이다: FRB 180916은 16.35일마다 폭발하는 것으로 보인다.
대부분의 FRB는 우리 은하 바깥에 있지만, 최초의 우리 은하 FRB는 2020년 4월 CHIME 전파 망원경에 의해 감지되었다. 2021년 6월, 천문학자들은 1년 동안 우주에서 500개 이상의 FRB가 감지되었다고 보고했다.
고속 전파 폭발
FRB가 편광되면, 이는 극도로 강력한 자기장 내에 있는 원천에서 방출된다는 것을 나타낸다. FRB의 정확한 기원과 원인은 여전히 조사 중인 주제이다. 그 기원에 대한 제안은 빠르게 회전하는 중성자별과 블랙홀부터 외계인까지 다양하다. 2020년, 천문학자들은 고속 전파 폭발의 원천을 좁혀, 이제는 "밀집 천체 병합과 정상적인 핵 붕괴 초신성에서 발생하는 마그네타"를 타당하게 포함할 수 있다고 보고했다. 2022년 보고된 3초 이상 지속되는 주기적인 피크를 가진 특이한 FRB의 기원으로 중성자별이 제안되었다.
고속 전파 폭발
2012년 최초의 반복적인 원천인 FRB 121102의 발견과 2017년 그 위치 및 특성 파악은 원천 분류에 대한 이해를 향상시켰다. FRB 121102는 약 30억 광년 떨어진 은하와 연관되어 있으며 극단적인 환경에 놓여 있다. 반복되지 않는 폭발인 FRB 180924의 첫 번째 숙주 은하는 2019년에 확인되었으며, 우리 은하 크기 정도의 훨씬 크고 평범한 은하다. 2019년 8월, 천문학자들은 8개의 반복되는 FRB 신호가 추가로 감지되었다고 보고했다. 2020년 1월, 천문학자들은 두 번째 반복 폭발인 FRB 180916의 정확한 위치를 보고했다. 한 FRB는 알려진 감마선 폭발과 같은 위치에 있었던 것으로 보인다.
고속 전파 폭발
2020년 4월 28일, 마그네타 SGR 1935+2154와 같은 하늘 영역에서 1.5백만 Jy ms 이상의 선속 밀도를 가지며 관측된 고속 전파 폭발과 일치하는 밀리초 스케일의 두 폭발(FRB 200428)이 감지되었다. 이 폭발은 이전에 관측된 고속 전파 폭발보다 수천 배 덜 밝았지만, 비교적 가까운 거리에 있어 지금까지 관측된 가장 강력한 고속 전파 폭발로 기록되었으며, 피크 선속이 수천 또는 수십만 잰스키에 달하여 같은 주파수에서 카시오페이아자리 A 및 백조자리 A 은하와 같은 전파원의 밝기와 비슷하다. 이는 마그네타가 적어도 고속 전파 폭발의 궁극적인 원천 중 하나임을 확립했다. 비록 정확한 원인은 아직 알려지지 않았지만. 추가 연구들은 마그네타가 FRB와 밀접한 관련이 있을 수 있다는 주장을 뒷받침한다. 2021년 10월 13일, 천문학자들은 단일 시스템에서 수백 개의 FRB가 감지되었다고 보고했다.
2024년, INAF의 천체 물리학자들이 이끄는 국제 팀은 VLA, NOEMA 간섭계, 그랑 텔레스코피오 카나리아스의 탐지 자료를 사용하여 약 13억 광년 떨어진 FRB20201124A에 대한 연구 캠페인을 수행했다. 이 연구 결과에 따르면, 저자들은 FRB의 기원이 높은 강착률을 가진 쌍성계에 있으며, 이 쌍성계가 플라스마 거품을 분출하여 지속적인 전파 방출을 담당한다는 것을 확인했다고 판단한다. 이 방출체, 즉 "거품"은 항성 형성 지역에 잠겨 있을 것으로 보인다.
고속 전파 폭발 탐지
최초로 설명된 고속 전파 폭발인 로리머 폭발 FRB 010724는 2007년 파크스 천문대가 2001년 7월 24일에 기록한 보관 데이터에서 발견되었다. 그 이후로 많은 FRB가 이전에 기록된 데이터에서 발견되었다. 2015년 1월 19일, 호주 국립 과학 기관(CSIRO)의 천문학자들은 파크스 천문대에 의해 고속 전파 폭발이 처음으로 실시간으로 관측되었다고 보고했다. 2018년에 가동된 CHIME 전파 망원경은 2020년 4월 우리 은하 내에서 감지된 최초의 FRB를 포함하여 많은 FRB를 실시간으로 감지했다.
2025년 1월, 천문학자들은 지구에서 약 20억 광년 떨어져 있고 110억 년 이상 된 것으로 추정되는 은하에서 전파를 발견했다. 이 FRB는 죽은 것으로 여겨졌던 은하와 관련이 있다.
고속 전파 폭발 특징
고속 전파 폭발은 하늘의 특정 부분에서 발견되는 밝고, 분해되지 않으며(점원과 같은), 광대역(넓은 범위의 전파 주파수를 포괄하는), 밀리초 섬광이다. 많은 전파원과 달리, 폭발 신호는 짧은 시간 동안 충분한 강도로 감지되어 노이즈 플로어에서 두드러진다. 폭발은 일반적으로 시간에 따른 강도 변화 없이 단일 에너지 스파이크로 나타난다. 폭발은 수 밀리초 동안 지속된다(1천분의 1초). 폭발은 하늘 전체에서 오며, 우리 은하 평면에 집중되지 않는다. 알려진 FRB 위치는 관측소가 이미징할 수 있는 하늘 부분에 따라 편향되어 있다.
많은 전파 주파수는 1400 MHz 근처에서 감지되며, 일부는 400–800 MHz 범위의 낮은 주파수에서 감지되었다. 각 폭발의 구성 주파수는 파장에 따라 다른 시간 지연을 겪는다. 이 지연은 분산 측정 (DM)이라고 하는 값으로 설명된다. 이로 인해 더 긴 파장이 더 많이 지연되면서 수신 신호가 주파수 아래로 빠르게 쓸려 내려간다.
고속 전파 폭발 특징
간섭계 유티모스트는 탐지된 FRB까지의 거리를 10,000킬로미터로 하한선을 두어, 지구상의 원천이 이 한계보다 가깝지 않다는 점에서 천문학적 기원을 지지한다. 이 한계는 더 가까운 원천이 간섭계의 여러 안테나로 감지될 수 있는 곡선형 파면을 가질 것이라는 사실로부터 결정될 수 있다.
고속 전파 폭발은 우리 은하 내 원천에서 예상되는 것보다 훨씬 큰, > 100 pc cm−3의 펄스 분산 측정값을 가지며 플라스마를 통한 전파와 일치한다. 또한, 그 분포는 등방성이다(은하 평면에서 특별히 오지 않음).:fig 3 결과적으로 이는 은하 외 기원일 것으로 추측된다.
고속 전파 폭발 기원 가설
관측된 현상의 고립된 특성 때문에, 원천의 본질은 여전히 추측에 불과하다. 2022년 현재, 마그네타가 가능한 원천으로 식별되었음에도 불구하고, 일반적으로 받아들여지는 단일 설명은 없다. 폭발이 몇 밀리초 동안만 지속되기 때문에 원천의 크기는 수백 킬로미터 이하거나 그 이하일 것으로 추정된다. 인과 관계는 빛의 속도(밀리초당 약 300km)에 의해 제한되므로, 만약 원천이 약 1000km보다 크다면 폭발이 그렇게 짧으려면 복잡한 동기화 메커니즘이 필요할 것이다. 만약 폭발이 우주론적 거리에서 온다면, 그 원천은 매우 에너지가 높아야 한다. 우리 은하의 산란막을 이용하여 펄사 방출 영역 크기를 측정하는 기술을 확장하여, 2024년에 숙주 은하의 산란막을 이용하여 횡단 FRB 방출 영역 크기를 추정하는 방법이 공식화되었다. 같은 해, 이 기술을 사용하여 이전에 기록된 폭발인 FRB 202210122A의 방출 영역 크기가 30,000km 미만으로 제한되었다.
고속 전파 폭발 기원 가설
한 가지 가능한 설명은 병합하는 블랙홀이나 중성자별과 같은 매우 밀도가 높은 물체들 간의 충돌일 것이다. 감마선 폭발과의 연관성이 제안되었다. 일부는 이 신호들이 인공적인 기원일 수 있으며, 외계인의 징후일 수 있다고 추측한다. 이는 진정한 테크노시그니처를 보여주는 것이다. 유사하게, 최초의 펄사가 발견되었을 때, 빠르고 규칙적인 펄스가 먼 문명에서 유래했을 수 있다고 생각되어 "LGM-1"(little green men의 약자)이라는 별명이 붙었다. 2007년, 최초 발견에 대한 e-print 출판 직후, 고속 전파 폭발이 마그네타의 하이퍼플레어와 관련될 수 있다는 제안이 있었다. 2015년에는 세 가지 연구가 마그네타 가설을 지지했다. 우리 은하에서 SGR 1935+2154 마그네타에서 유래한 첫 번째 FRB의 식별은 마그네타가 FRB의 한 원천일 수 있음을 시사한다.
고속 전파 폭발 기원 가설
특히 강력한 초신성이 이러한 폭발의 원천일 수 있다. 블리차르는 2013년에 설명으로 제안되었다.
2014년에는 암흑물질 유도 펄사 붕괴 이후 펄사 자기권의 결과적인 방출이 고속 전파 폭발의 원천일 수 있다고 제안되었다. 2015년에는 FRB가 액시온 미니클러스터의 폭발적 붕괴로 인해 발생한다고 제안되었다. 또 다른 이국적인 가능한 원천은 광자 시대에 만연했던 플라스마와 상호작용하면서 이러한 폭발을 생성한 우주 끈이다. 2016년에는 커-뉴먼 블랙홀의 자기권 붕괴가 FRB의 "잔광"과 GW 150914 이후 0.4초 만에 약한 감마선 과도현상을 설명하기 위해 제안되었다. 또한 고속 전파 폭발이 블랙홀 폭발에서 유래한다면, FRB는 양자 중력 효과의 첫 번째 탐지가 될 것이라고 제안되었다. 2017년 초, 초대질량 블랙홀 근처의 강한 자기장이 펄사 자기권 내의 전류 시트를 불안정하게 만들어 갇힌 에너지를 방출하여 FRB를 동력화할 수 있다고 제안되었다.
고속 전파 폭발 기원 가설
FRB에서 관측되는 코히어런트 전파 방출을 설명하기 위해 다양한 플라스마 기반 메커니즘이 제안되었다. 이러한 과정들은 일반적으로 마그네타 근처나 충격파에서 발견되는 상대론적 자기화된 플라스마를 포함하며, 여기서 집단 플라스마 효과와 복사 과정이 밝고 짧은 지속 시간의 전파 펄스 생성을 유도할 수 있다. 한 가지 유망한 메커니즘은 상대론적 자기화된 충격파에서 발생하는 코히어런트 전자기 방출로, 충격파가 높은 자기화(σ ≳ 1)를 가진 전자-양전자 플라스마에서 전파된다. 이러한 충격파는 싱크로트론 메이저와 유사한 불안정성을 통해 X-모드 편광 전구파를 생성하며, 그 효율과 스펙트럼 특징은 PIC(particle-in-cell) 시뮬레이션을 통해 자체적으로 결정된다. 이러한 충격파는 마그네타 플레어가 상대론적 유출을 일으킬 때 발생할 수 있으며, 에너지의 작은 부분(~10-3 σ-1)을 코히어런트 전파 방출로 변환하여 관측된 FRB 에너지와 일치한다. 또 다른 제안된 메커니즘은 전자 사이클로트론 메이저 불안정성(ECMI)으로, 싱크로트론 냉각이 X-모드 파동 성장에 불안정한 고리 모양의 운동량 분포를 생성할 때 유발될 수 있다. 이는 복사 손실이 코히어런트 전파 방출을 유지하는 강력하게 자기화된 플라스마 시뮬레이션에서 입증되었다.
고속 전파 폭발 기원 가설
대체 모델은 중성자별의 표면이나 전류 시트 근처의 자기 재결합과 자주 관련된 곡선형 자기장 선을 따라 움직이는 다발형 전하에 의한 코히어런트 곡률 방사를 가정한다. 일부 버전에서는 플라스마 불안정성이나 자기권의 교란에 의해 입자 다발화가 유도된다. 다른 제안으로는 플라스마 내의 코히어런트 구조(예: 전하 분리된 다발 또는 솔리톤)가 집단적으로 방사하는 안테나형 메커니즘, 그리고 자기화된 난류에서 재결합 생성 입자 빔에 의해 구동되는 자유 전자 레이저(FEL)와 유사한 과정이 있다. 이러한 모델에서 입자들은 알프벤파 또는 전자기 위글러와 상호작용하며 비선형 톰슨 산란 또는 콤프턴 산란과 유사한 산란을 통해 코히어런트하게 방출한다. 총체적으로, 이러한 플라스마 기반 메커니즘은 FRB의 높은 밝기 온도, 협대역 스펙트럼, 편광 특징을 설명하는 것을 목표로 하며, 비록 더 넓은 천체물리학적 환경에서 작동할 수도 있지만 종종 마그네타 시나리오 내에서 구성된다.
FRB 121102의 반복되는 폭발은 여러 기원 가설을 촉발했다. 초방사선으로 알려진 코히어런트 방출 현상은 활동 은하핵과 같은 환경에서 발생할 수 있는 대규모 얽힌 양자역학적 상태를 포함하며, 이러한 현상과 FRB와 관련된 다른 관측(예: 높은 사건 발생률, 반복성, 가변 강도 프로파일)을 설명하기 위해 제안되었다. 2019년 7월, 천문학자들은 비반복성 고속 전파 폭발이 일회성 사건이 아니라, 감지되지 않은 반복 사건을 가진 FRB 반복체일 수 있으며, 나아가 FRB가 아직 관측되지 않거나 고려되지 않은 사건에 의해 형성될 수 있다고 보고했다. 추가 가능성으로는 FRB가 가까운 항성 플레어에서 유래할 수 있다는 점이 포함된다. 2022년에는 3초 이상 지속되는 여러 주기적 구성 피크를 가진 FRB가 보고되었다. 이 FRB의 기원으로 중성자별이 제안되었다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
고속 전파 폭발은 "FRB YYMMDD"의 형식으로 신호가 기록된 날짜를 따서 명명되며, 같은 날 처음 기록된 여러 원천을 구별하기 위해 글자가 추가된다.
이름은 전파 폭발 자체보다는 추정되는 원천의 이름이므로, 동일한 위치에서 반복되거나 연속적으로 발생하는 폭발(예: FRB 121102)은 새로운 날짜 이름을 받지 않는다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
최초로 감지된 FRB인 로리머 폭발 FRB 010724는 2007년 웨스트버지니아 대학교의 덩컨 로리머가 그의 학생 데이비드 나르케비치에게 2001년 호주의 파크스 전파 망원경으로 수집된 보관 데이터를 살펴보라고 지시했을 때 발견되었다.
조사 데이터 분석 결과 2001년 7월 24일에 발생한 30-잰스키 분산 폭발이 발견되었으며, 지속 시간은 5밀리초 미만이었고 소마젤란 은하에서 3도 떨어진 곳에 위치했다. 보고된 폭발 특성은 우리 은하 또는 소마젤란 은하와의 물리적 연관성에 반대한다. 발견자들은 우주의 자유 전자 함량에 대한 현재 모델이 폭발이 1기가파섹 미만 거리에 있음을 시사한다고 주장한다. 90시간의 추가 관측에서 더 이상의 폭발이 관측되지 않은 사실은 이것이 초신성 또는 상대론적 물체의 병합과 같은 단일 사건이었음을 의미한다. 매일 수백 개의 유사한 사건이 발생할 수 있으며, 만약 감지된다면 우주론적 탐사선으로 활용될 수 있다고 제안된다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2010년에는 파크스 전파 망원경으로 감지된 16개의 유사한 펄스(명확히 지구 기원)에 대한 보고가 있었고, 이를 페리톤이라고 명명했다. 2015년에는 전자레인지 문이 가열 주기 중에 열릴 때 페리톤이 생성되며, 감지된 방출은 전자레인지의 마그네트론 튜브가 꺼질 때 생성되는 것으로 밝혀졌다.
2015년, FRB 110523은 2011년 그린 뱅크 망원경에서 수집된 보관 데이터에서 발견되었다. 이는 선형 편광이 감지된 최초의 FRB였으며(패러데이 회전 측정을 허용). 신호의 분산 측정 지연 측정은 이 폭발이 은하 외부 기원이며, 약 60억 광년 떨어진 곳에서 왔을 가능성을 시사했다.
맥길 대학교의 빅토리아 카스피는 하루에 약 10,000개의 고속 전파 폭발이 하늘 전체에서 발생할 수 있다고 추정했다.
2012년 북반구 마차부자리 방향에서 아레시보 전파 망원경을 이용한 고속 전파 폭발(FRB 121102) 관측은 플라스마 분산으로 알려진 효과를 통해 고속 전파 펄스의 은하 외부 기원을 확인했다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2015년 11월, 캐나다 맥길 대학교의 천문학자 폴 숄츠는 2015년 5월과 6월에 아레시보 전파 망원경으로 수집된 보관 데이터에서 10개의 비주기적으로 반복되는 고속 전파 펄스를 발견했다. 이 10개의 폭발은 2012년에 감지된 원래 폭발 FRB 121102와 일치하는 분산 측정 및 하늘 위치를 가졌다. 2012년 폭발과 마찬가지로, 이 10개의 폭발은 우리 은하 내 원천에 대해 가능한 것보다 세 배 큰 플라스마 분산 측정값을 가진다.
연구팀은 이 발견이 두 중성자별의 충돌과 같이 한 번만 발생할 수 있는 자멸적이고 격변적인 사건을 배제한다고 생각한다. 과학자들에 따르면, 이 데이터는 젊은 회전하는 중성자별 (펄사) 또는 고도로 자기화된 중성자별 (마그네타)에서의 기원 또는 소행성대를 통과하는 고도로 자기화된 펄사에서 기원, 또는 중성자별-백색왜성 쌍성의 간헐적인 로슈 엽 오버플로우에서의 기원을 지지한다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2016년 12월 16일, 같은 방향에서 6개의 새로운 FRB가 보고되었다(2015년 11월 13일에 하나, 2015년 11월 19일에 넷, 2015년 12월 8일에 하나가 수신됨).:Table 2 2019년 1월 현재, 이 신호들이 우주에서 같은 위치에서 두 번 발견된 경우는 단 두 번뿐이다. FRB 121102는 지구에서 최소 1150 천문단위 떨어져 있으며, 인간이 만든 원천일 가능성은 배제된다. 거의 확실히 은하 외부 기원이다.
2018년 4월 현재, FRB 121102는 지구에서 약 30억 광년 떨어진 왜소은하에 낮은 광도의 활동 은하핵과 함께 위치하거나, 이전에 알려지지 않은 유형의 은하 외 원천이거나, 초신성잔해에 에너지를 공급하는 젊은 중성자별일 것으로 생각된다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2017년 8월 26일, 그린 뱅크 망원경 데이터를 사용하는 천문학자들은 5~8 GHz에서 FRB 121102에서 오는 15개의 추가 반복 FRB를 감지했다. 연구원들은 또한 FRB 121102가 현재 "활동이 강화된 상태이며, 특히 더 높은 전파 주파수에서 후속 관측이 권장된다"고 언급했다. 이 전파들은 강하게 편광되어 있으며 패러데이 회전을 겪는다. 이는 "뒤틀리는" 횡파로, 극도로 강력한 자기장을 가진 뜨거운 플라스마를 통과할 때만 형성될 수 있다. 이 편광된 빛의 회전은 회전 측정(RM)으로 정량화된다. FRB 121102의 전파 폭발은 지금까지 다른 FRB보다 약 500배 높은 RM을 가진다. 이는 반복되는 FRB 원천이므로, 일회성 격변적 사건에서 오는 것이 아니라는 것을 시사한다. 따라서 2018년 1월에 처음 제안된 한 가설은 이러한 특정 반복 폭발이 초대질량 블랙홀 근처의 중성자별과 같은 극도로 강력한 자기장 근처의 밀집성 핵에서 오거나, 성운에 박혀 있는 것일 수 있다고 제안한다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2018년 4월, FRB 121102가 1시간 동안 21개의 폭발로 구성되어 있다고 보고되었다. 2018년 9월, 합성곱 신경망을 사용하여 5시간 동안 72개의 폭발이 추가로 감지되었다. 2019년 9월, 직경 500미터 구면 전파망원경 (FAST)에 의해 FRB 121102에서 2019년 9월 3일에 20개의 펄스를 포함한 더 많은 반복 신호가 감지되었다고 보고되었다. 2020년 6월, 조드럴 뱅크 천문대의 천문학자들은 FRB 121102가 157일마다 동일한 전파 폭발 행동("약 90일 동안 관측된 전파 폭발 기간 이후 67일의 침묵 기간")을 보인다고 보고했으며, 이는 폭발이 "거대한 별, 중성자별 또는 블랙홀의 궤도 운동"과 관련될 수 있음을 시사한다. 추가 활동에 대한 FAST의 후속 연구(2020년 8월 17일 관측된 2시간 이내 12개 폭발로 구성)는 활동 기간 간의 업데이트된 정밀 주기인 156.1일을 지지한다. 관련 연구는 2021년 10월에 보고되었다. 2022년 8월과 9월에 FAST에 의해 최소 300개 이상의 폭발이 감지되었다. 추가 관련 연구는 2023년 4월에 보고되었다. 2023년 7월, 그린 뱅크 망원경으로 121102A를 기존 관측에서 19개의 새로운 폭발이 보고되었으며, 이 중 8개는 5~15마이크로초 동안 지속되는 극도로 짧은 독립적인 폭발로, 지금까지 감지된 것 중 가장 짧은 폭발이었다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2013년에 4개의 폭발이 확인되었으며, 이는 은하 외부 원천의 가능성을 뒷받침한다.
2014년에 FRB 140514는 '실시간'으로 포착되었으며, 21% (±7%) 원편파인 것으로 밝혀졌다.
2015년 4월 18일, FRB 150418은 파크스 천문대에 의해 감지되었고, 몇 시간 이내에 호주 전파망원경 소형 배열을 포함한 여러 망원경이 섬광의 명백한 전파 "잔광"을 포착했으며, 이는 사라지는 데 6일이 걸렸다. 스바루 망원경은 숙주 은하를 찾고 그 적색편이와 폭발까지의 암시된 거리를 결정하는 데 사용되었다.
그러나, 폭발과 잔광의 연관성은 곧 논쟁이 되었고, 2016년 4월까지 "잔광"은 초대질량 블랙홀이 두 개의 제트를 블랙홀 밖으로 분출시키는 활동 은하핵 (AGN)에서 유래한 것으로 밝혀졌다. 또한 잔광으로 생각되었던 것이 예상대로 사라지지 않았다는 점도 주목되었으며, 이는 잔광이 가변적인 AGN에서 유래했으며 고속 전파 폭발과 관련이 없다는 해석을 뒷받침한다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
캔버라 (호주) 근처의 업그레이드된 몰롱글로 천문대 합성 망원경 (UTMOST)은 3개의 FRB를 더 발견했다고 보고했다. 2015년과 2016년에 180일 동안 세 부분으로 진행된 조사에서 843 MHz에서 3개의 FRB가 발견되었다. 각 FRB는 좁은 타원형 '빔'으로 위치가 정해졌다. 상대적으로 좁은 대역인 828–858 MHz는 덜 정확한 분산 측정 (DM)을 제공한다.
호주 평방 킬로미터 배열 탐사기 (ASKAP)의 일부를 사용한 짧은 조사에서 3.4일 만에 한 개의 FRB가 발견되었다. FRB170107은 복사조도가 58±6 Jy ms로 밝았다.
아나스타샤 피알코프와 아브라함 로브에 따르면, FRB는 초당 한 번씩 발생할 수 있다. 이전 연구는 FRB의 발생을 이 정도로 식별할 수 없었다.
2018년 3월, 호주의 파크스 천문대에서 3개의 FRB가 보고되었다. 그중 하나(FRB 180309)는 지금까지 본 것 중 가장 높은 신호 대 잡음비인 411을 기록했다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2018년 9월부터 가동된 비범한 캐나다 수소 강도 매핑 실험 (CHIME) 전파 망원경은 우주론적 관측의 보조 목표로 "수백 개"의 고속 전파 폭발을 감지하는 데 사용될 수 있다. FRB 180725A는 CHIME에 의해 700 MHz 미만(최저 580 MHz)에서 감지된 최초의 FRB로 보고되었다.
2018년 10월, 천문학자들은 호주 평방 킬로미터 배열 탐사기 (ASKAP)에 의해 19개의 새로운 비반복성 FRB 폭발이 감지되었다고 보고했다. 여기에는 이전에 관측된 것보다 작은 분산 측정 (DM) 값을 가진 3개의 FRB가 포함되었다: FRB 171020 (DM=114.1), FRB 171213 (DM=158.6), FRB 180212 (DM=167.5).
고속 전파 폭발 관측된 폭발
2019년 1월 9일, 천문학자들은 CHIME에 의해 FRB 180814라는 이름의 두 번째 반복 FRB 원천이 발견되었다고 발표했다. 2018년 8월부터 10월 사이에 "하늘의 단일 위치에서 유래한 것과 일치하는" 6개의 폭발이 감지되었다. 이 감지는 CHIME의 시운전 단계에서 이루어졌으며, 이 기간 동안 CHIME은 간헐적으로 작동했으므로 "상당한 수의 반복 FRB 개체군"이 존재하며, 새로운 망원경이 더 많은 감지를 할 것이라는 점을 시사한다.
일부 언론은 이 반복되는 FRB가 외계인의 증거일 수 있다고 추측했으며, 이는 일부 과학자들에 의해 이전 FRB와 관련하여 탐구된 가능성이지만, FRB 180814의 발견자들은 언급하지 않았다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
FRB 180916, 더 정식 명칭은 FRB 180916.J0158+65로, CHIME에 의해 발견된 반복되는 FRB이다. 이후 연구에서 약 5억 광년 떨어진 중간 크기의 나선 은하(SDSS J015800.28+654253.0)에서 유래한 것으로 밝혀졌으며, 이는 지금까지 발견된 FRB 중 가장 가까운 것이다. 또한 규칙적인 주기를 가진 최초의 FRB이다. 폭발은 약 4일 동안 집중된 후 약 12일의 휴면기를 가지며, 총 주기 길이는 16.35±0.18일이다. 2020년 2월 4일에 스위프트 XRT 및 UVOT 기구에서 반복되는 FRB에 대한 추가 후속 연구가 보고되었다. 2020년 2월 17일에는 사르디니아 전파 망원경 (SRT)과 메디치나 전파 망원경 (MNC)에서, 그리고 역시 2020년 2월 17일에는 아시아고 갈릴레오 망원경에서 보고되었다. 2019년 12월 3일과 18일에 찬드라 엑스선 천문대에서 추가 관측이 이루어졌지만, FRB 180916 위치나 숙주 은하 SDSS J015800.28+654253.0에서 유의미한 엑스선 방출은 감지되지 않았다. 2020년 4월 6일, 글로벌 마스터-넷의 후속 연구가 천문학자 전보에 보고되었다. 2021년 8월 25일, 추가 관측이 보고되었다.
고속 전파 폭발 관측된 폭발
FRB 181112는 개입 은하의 헤일로를 통과한 것으로 여겨졌음에도 불구하고 신비하게 영향을 받지 않았다.
FRB 180924는 그 원천을 추적한 최초의 비반복성 FRB이다. 원천은 지구에서 36억 광년 떨어진 은하이다. 이 은하는 우리 은하만큼이나 크며 FRB 121102의 원천 은하보다 약 1000배 크다. 후자는 활동적인 항성 형성 지역이자 마그네타가 있을 가능성이 높은 곳이지만, FRB 180924의 원천은 더 오래되고 덜 활동적인 은하이다.
FRB가 반복되지 않기 때문에, 천문학자들은 ASKAP의 36개 망원경으로 넓은 영역을 스캔해야 했다. 신호가 발견되면, 그들은 VLT, 칠레의 제미니 천문대, 하와이의 W. M. 켁 천문대를 사용하여 숙주 은하를 식별하고 그 거리를 결정했다. 거리와 원천 은하 특성에 대한 지식은 은하간 매질의 구성을 연구하는 것을 가능하게 한다.