1967년, NASA 과학자들은 이전에 깊은 우주에서 본 적이 없는 무언가를 발견했습니다. '로 알려지게 된 것에서 촛불 사건 ', 여러 위성이 등록되었습니다. 감마선 버스트 (GRB) 너무 밝아서 잠시 동안 전체 은하계를 능가했습니다. 그들의 엄청난 힘과 수명이 짧은 특성을 감안할 때, 천문학자들은 이러한 폭발이 어떻게 그리고 왜 일어나는지 확인하기 위해 열심이었습니다.
수십 년에 걸친 관찰을 통해 이러한 폭발은 거대한 별이 초신성으로 갈 때 발생한다는 결론에 이르렀지만, 천문학자들은 왜 어떤 경우에는 발생하고 어떤 경우에는 발생하지 않는지 확신하지 못했습니다. 덕분에 새로운 연구 Warwick 대학의 팀에 따르면 GRB를 생성하는 열쇠는 쌍성계에 있는 것으로 보입니다. 즉, 별은 우주에서 가장 밝은 폭발을 일으키기 위해 동반자가 필요합니다.
이 발견을 담당한 연구팀은 Ph.D.인 Ashley Chrimes가 이끌었습니다. 워릭 대학교 물리학과 학생. 그들의 연구를 위해 팀은 장기간 GRB에 대한 핵심 미스터리를 다루었습니다. 즉, 별이 관찰된 종류의 폭발을 생성할 만큼 충분히 빠르게 회전할 수 있는 방법입니다.
강력한 감마선 폭발 GRB 190114C에 대한 아티스트의 인상. 크레딧: NASA/ESA
간단히 말해서 GRB는 무거운 별(태양 크기의 약 10배)이 초신성으로 이동하여 중성자별이나 블랙홀로 붕괴될 때 발생합니다. 그 과정에서 별의 바깥층이 날아가고 방출된 물질은 각운동량을 보존하기 위해 새로 형성된 잔해 주위의 원반 모양으로 평평해집니다. 이 물질이 안쪽으로 떨어지면서 이 운동량은 극에서 방출되는 제트의 형태로 물질을 시작합니다.
이것들은 빛의 속도를 줄이기 위해 그 안에 있는 물질이 가속되는 방식 때문에 '상대론적 제트'로 알려져 있습니다. GRB는 우주에서 가장 밝은 사건이지만 극축 중 하나가 우리를 직접 가리키는 경우에만 지구에서 관측할 수 있습니다. 즉, 천문학자들은 그 중 약 10-20%만 볼 수 있습니다. 또한 천문학적 현상이 진행됨에 따라 매우 짧고 몇 초에서 몇 분 정도 지속됩니다.
또한 별이 극축을 따라 빛의 속도로 근접하게 물질을 발사하려면 극도로 빠르게 회전해야 합니다. 별은 일반적으로 매우 빠르게 획득하는 회전을 잃기 때문에 이것은 천문학자들에게 수수께끼를 나타냅니다. 이러한 해결되지 않은 질문을 해결하기 위해 팀은 항성 진화 모델 모음에 의존하여 붕괴되는 거대한 별의 행동을 조사했습니다.
이 모델은 뉴질랜드 오클랜드 대학의 Jan J. Eldridge 박사가 Warwick 대학의 연구원들의 도움을 받아 만들었습니다. 이진 인구 합성으로 알려진 기술과 결합하여 과학자들은 GRB를 생성하는 드문 폭발이 발생할 수 있는 메커니즘을 식별하기 위해 수천 개의 항성계 인구를 시뮬레이션했습니다.
이를 통해 연구자들은 일부 붕괴하는 별에서 상대론적 제트가 형성되는 요인을 제한할 수 있었습니다. 그들이 발견한 것은 지구와 달 사이에 발생하는 것과 유사한 조석 효과가 유일하게 가능한 설명이라는 것이었습니다. 다시 말해, 장기간의 GRB는 별이 회전할 때 함께 고정되어 회전 속도를 높이는 강력한 조석 효과를 생성하는 쌍성계에서 발생합니다.
Chrimes가 최근 Warwick에서 설명했듯이 보도 자료 :
“우리는 우주에서 가장 큰 폭발인 감마선 폭발을 일으키는 별이나 시스템의 종류를 예측하고 있습니다. 지금까지 그 결과를 생성하기 위해 어떤 종류의 별이나 이진 시스템이 필요한지 명확하지 않습니다.
'문제는 별이 어떻게 회전을 시작하거나 시간이 지남에 따라 회전을 유지하는지였습니다. 우리는 별의 조수가 파트너에 미치는 영향이 별의 속도를 늦추는 것을 막고, 어떤 경우에는 회전을 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 그들은 동료로부터 회전 에너지를 훔치고 있으며, 그 결과 더 멀리 표류하게 됩니다.
'우리가 결정한 것은 대부분의 별이 쌍성계에 있기 때문에 정확하게 빠르게 회전한다는 것입니다.'
University of Warwick 물리학과의 연구원이자 이 연구의 공동 저자인 Dr. Elizabeth Stanway가 지적했듯이 이진 진화는 천문학자들에게 거의 새로운 것이 아닙니다. 그러나 복잡한 계산 때문에 Chrimes와 그녀의 동료들이 수행한 종류의 계산은 전에 수행된 적이 없습니다. 따라서 이 연구는 이진 모델 내에서 작동하는 물리적 메커니즘을 고려한 첫 번째 연구입니다.
감마선 폭발(GRB)은 1초 미만에서 몇 분 동안 지속되는 강력한 감마선의 강력한 섬광입니다. 신용: ESO/A. 로케트
'또한 감마선 폭발을 일으키는 별의 금속성에 대한 큰 딜레마가 있었습니다.' 말했다 . “천문학자로서 우리는 별의 구성을 측정하고 감마선 폭발의 지배적인 경로는 항성 대기에서 매우 적은 수의 철 원자 또는 기타 중원소를 필요로 합니다. 감마선 폭발을 일으키는 다양한 구성 요소를 별에서 보는 이유에 대해 수수께끼가 있었고 이 모델이 설명을 제공합니다.”
이 최신 연구와 쌍성 진화에 대한 결과 모델 덕분에 천문학자들은 GRB를 생성하는 별이 온도, 광도 및 동반성의 속성 측면에서 어떻게 보일지 예측할 수 있습니다. 미래를 내다보며 Chimes와 그녀의 동료들은 천문학자들에게 미스터리로 남아 있는 일시적인 현상을 탐구하고 모델링하기를 희망합니다.
여기에는 FRB(고속 전파 폭발)와 그 원인(특히 반복되는 다양성) 또는 별이 블랙홀로 변하는 것과 같은 더 희귀한 사건이 포함됩니다. 그들의 발견을 설명하는 연구는 1월호에 실렸습니다. 왕립천문학회 월간 공지 에 의해 자금을 지원받았다. 과학기술시설협의회 ~에 영국 연구 및 혁신 .