역사상 가장 밝은 우주 폭발: 과학자들은 그 지속성의 신비를 풀었을지도 모릅니다

역사상 가장 밝은 우주 폭발: 과학자들은 그 지속성의 신비를 풀었을지도 모릅니다

타임 스탬프 : 8 년 2023 월 10 일 00:XNUMX AM

먼저, 실수로 감지 1960년대 후반 미군 위성에 의해 감마선 폭발(GRB)로 알려진 우주 폭발은 우주에서 가장 밝은 폭발로 이해되었습니다.

일반적으로 그들은 결과입니다 먼 은하에 있는 블랙홀의 격변적인 탄생에 대해. 이것이 일어날 수 있는 한 가지 방법은 하나의 거대한 별의 붕괴를 통해서입니다.

저와 같이 현장에서 일하는 천문학자들은 GRB와 관련된 엄청난 에너지 규모를 잘 알고 있습니다. 우리는 그들이 일생 동안 태양이 방출하는 만큼의 감마선 에너지를 방출할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 이따금씩 여전히 우리를 멈추게 하는 사건이 관찰됩니다.

2022년 XNUMX월, 궤도 위성 Fermi와 Neil Gehrels Swift Observatory의 감마선 탐지기 버스트를 언급 GRB 221009A(검출 날짜)로 알려져 있습니다.

이것은 곧 기록 세터로 판명되었습니다. 이 사건을 연구하고 관찰하는 천문학자들 사이에서 편리한 속기로 역사상 가장 밝은 별 또는 "보트"라고 불렸습니다. 보트는 밝게 시작했을 뿐만 아니라 다른 폭발처럼 사라지지도 않았습니다.

우리는 여전히 폭발이 왜 그렇게 유난히 밝았는지 완전히 알지 못하지만, 우리의 새로운 연구는 에 게시 과학의 발전, 고집스러운 끈기에 대한 해답을 제시합니다.

폭발은 2.4억 광년 거리에서 발생했으며, 이는 GRB에 비해 상대적으로 가까운 거리입니다. 그러나 상대적인 거리를 고려할 때에도 사건의 에너지와 그 여파로 생성된 방사선은 차트에서 벗어났습니다. 우주적으로 멀리 떨어져 있는 사건이 지구 상층 대기에 약 XNUMX기가와트의 전력을 축적하는 것은 확실히 정상적이지 않습니다.

좁은 우주 가스 제트 관찰하기

보트와 같은 GRB는 빛의 속도에 매우 가까운 속도로 우주로 이동하는 가스 흐름을 발사합니다. 제트가 정확히 어떻게 발사되는지는 수수께끼로 남아 있지만 대부분 블랙홀이 형성되는 곳 근처의 자기장과 관련이 있습니다.

우리가 폭발로 보는 것은 이 제트기의 초기 방출입니다. 나중에 제트는 속도가 느려지고 전파에서 (예외적인 경우) 감마선에 이르기까지 희미해지는 빛의 잔광인 추가 방사선을 생성합니다.

우리는 제트기를 직접 관찰하지 않습니다. 대신 먼 별처럼 GRB를 하늘의 점으로 봅니다. 그럼에도 불구하고 우리는 GRB가 모든 방향으로 똑같이 폭발하지 않는다고 믿을 충분한 이유가 있습니다. GRB 221009A의 경우 이것은 지구에서 감지된 에너지의 양을 다른 모든 방향에서 곱하는 것과 관련이 있기 때문에 확실히 비합리적일 것입니다. 이는 어떤 별이 사용할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 에너지에 해당합니다.

[포함 된 콘텐츠]

GRB가 우리를 대략적으로 가리키는 제트기에서 나온다는 또 다른 징후는 특수 상대성 이론 때문입니다. 상대성이론은 빛의 속도가 일정하다는 사실을 가르쳐줍니다. 그러나 그것은 여전히 방향 왜곡되는 빛의. 이 펀하우스 거울 효과 덕분에 빠르게 움직이는 제트기의 표면에서 모든 방향으로 방출되는 빛은 이동 방향을 따라 강하게 집중됩니다.

즉, 우리 방향으로 향하는 제트기의 가장자리는 매우 약간 구부러져 빛이 우리 방향에서 멀어지는 것을 의미합니다. 나중에 제트기가 느려지면 가장자리가 정상적으로 보이고 잔광이 더 빨리 사라지기 시작합니다.

그러나 여기에서도 GRB 221009A가 규칙을 어겼습니다. 그것의 가장자리는 결코 보이지 않았고, 그것은 일반적으로 사라지기를 거부하는 매우 밝은 버스트의 선택된 그룹에 합류했습니다. 천천히 사라지기 시작했다가 빠르게 사라지기보다는 시간이 지남에 따라 꾸준히 사라지고 있습니다.

우리 작업에서 우리는 보트의 관찰과 일치하는 방식으로 제트 가장자리의 모양이 어떻게 가려질 수 있는지 보여줍니다. 핵심 아이디어는 다음과 같습니다. 예, 좁은 제트가 발사되었지만 붕괴하는 별을 탈출하는 데 어려움을 겪었고 제트 측면을 따라 항성 가스와 많은 혼합이 발생했습니다.

시뮬레이션에서 관찰까지

이것이 사실인지 테스트하기 위해 우리는 컴퓨터 시뮬레이션 결과 이 믹싱을 보여주고 실제로 보트 데이터와 직접 비교할 수 있는 모델에 구현했습니다. 그리고 그것은 일반적으로 강하게 희미해지는 신호로의 빠른 전환이 이제는 지연되는 사건이 되었음을 보여주었습니다.

죽어가는 별의 충격 가열 가스에서 나오는 방사선이 계속해서 우리 시야에 나타나 별이 그렇게 밝은 이유를 설명했습니다. 이것은 전체 방출에서 특징적인 제트 서명이 손실되는 지점까지 계속 발생했습니다.

이러한 방식으로 GRB 221009A는 시뮬레이션의 기대치를 확인할 뿐만 아니라 사람들이 에너지 추정치를 위쪽으로 수정 제트 에지가 나타나기를 기다리는 동안.

우리는 이렇게 밝은 폭발을 볼 확률이 천년에 한 번 정도라고 계산했기 때문에 하나를 발견한 것은 행운입니다. 그러나 질문이 남아 있습니다. 예를 들어 자기장은 어떤 역할을 합니까?

이론가와 수치 모델러는 수년 동안 이러한 문제를 탐구하고 보트 데이터를 샅샅이 조사할 것이며 우리는 다음 큰 이벤트가 도착할 때까지 계속 지켜볼 것입니다. 대화

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

이미지 크레디트: NASA. 가장 밝은 감마선 폭발의 X-레이는 먼지 층에 반사되어 초기 폭발의 확장된 '빛의 메아리'를 생성합니다.

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