개요
9월 XNUMX일 일요일, 주디스 라쿠신 역사상 가장 큰 우주 폭발이 일어났을 때 고에너지 천체 물리학 회의로 가는 도중에 35,000피트 상공에 있었습니다. 메릴랜드에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 천체 물리학자인 Racusin은 “착륙하여 휴대전화를 보고 수십 개의 메시지를 받았습니다. “정말 예외적이었어요.”
이 폭발은 긴 감마선 폭발로, 죽어가는 거대한 별이 블랙홀이나 중성자별으로 붕괴하면서 강력한 에너지 제트를 방출하는 우주 사건입니다. 이 특별한 폭발은 너무 밝아서 부분적으로 그러한 사건을 관찰하기 위해 설계된 궤도를 도는 NASA 망원경인 페르미 감마선 우주 망원경(Fermi Gamma-ray Space Telescope)을 과포화시켰습니다. "초당 너무 많은 광자가 있어서 따라갈 수 없었습니다."라고 말했습니다. 앤드류 레반, 네덜란드 Radboud 대학의 천체 물리학자. 폭발은 심지어 지구 대기의 상층부인 지구의 전리층을 크기가 부풀다 몇 시간 동안. "우주를 가로지르는 물체에서 지구의 전리층을 바꿀 수 있다는 사실은 매우 놀랍습니다."라고 말했습니다. 더그 웰치, 캐나다 McMaster 대학의 천문학자.
천문학자들은 그것을 BOAT(“역사상 가장 밝음”)라고 건방지게 불렀고 감마선 폭발과 우주에 대한 더 일반적인 정보를 얻기 위해 그것을 짜기 시작했습니다. "지금부터 10년 후에도 이 데이터 세트에서 새로운 이해가 있을 것"이라고 말했습니다. 에릭 번즈, 루이지애나 주립 대학의 천체 물리학자. “이런 일이 실제로 일어났는지 아직도 실감이 나지 않습니다.”
초기 분석에 따르면 BOAT가 그렇게 밝은 데에는 두 가지 이유가 있습니다. 첫째, 그것은 지구에서 약 2.4억 광년 떨어진 곳에서 발생했습니다. 감마선 폭발에 상당히 가깝습니다(우리 은하계 밖이지만). BOAT의 강력한 제트기가 우리를 향하고 있었을 가능성도 있습니다. 이 두 가지 요소가 결합되어 수백 년에 한 번만 발생하는 이러한 종류의 이벤트가 되었습니다.
아마도 가장 결과적인 관찰은 중국에서 일어났을 것입니다. 쓰촨성 LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)는 우주에서 고에너지 입자를 추적합니다. 감마선 폭발 천문학의 역사에서 연구자들은 이 물체에서 나오는 고에너지 광자 수백 개만을 보았습니다. 라소 톱 5,000 이 하나의 이벤트에서. "감마선 폭발은 기본적으로 바로 위의 하늘에서 터졌습니다."라고 말했습니다. 실비아 주, 함부르크에 있는 독일 전자 싱크로트론(DESY)의 천체 물리학자.
그 검출들 중에는 18TeV(테라전자볼트)에서 의심되는 고에너지 광자가 있었는데, 이는 이전에 감마선 폭발에서 관찰된 것보다 XNUMX배 더 높았고 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)가 달성할 수 있는 가장 높은 에너지보다 더 강력했습니다. 그러한 고에너지 광자는 우주의 배경광과의 상호작용에 의해 흡수되어 지구로 가는 도중에 사라져야 했습니다.
어떻게 여기까지 왔지? 하나 가능성 즉, 감마선 폭발 후 고에너지 광자가 액시온과 같은 입자로 변환되었습니다. 축 가정된 경량 입자 암흑 물질을 설명할 수 있습니다; 액시온과 같은 입자는 약간 더 무거운 것으로 생각됩니다. 고에너지 광자는 이러한 입자로 변환 내파하는 별 주변의 자기장과 같은 강한 자기장에 의해 그러면 액시온과 같은 입자는 방해받지 않고 광대한 공간을 가로질러 이동할 것입니다. 그것이 우리 은하에 도착했을 때 자기장은 그것을 다시 광자로 변환시켜 지구로 향할 것입니다.
최초 탐지 다음 주에 여러 천체 물리학자 팀이 이 메커니즘을 제안했습니다 과학 사전 인쇄 사이트 arxiv.org에 업로드된 논문에서. "그것은 매우 놀라운 발견이 될 것입니다."라고 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소(INAF)의 천체 물리학자인 Giorgio Galanti가 말했습니다. 이 논문의 첫 번째.
그러나 다른 연구자들은 LHAASO의 탐지가 잘못된 신원의 경우인지 궁금해합니다. 아마도 고에너지 광자는 다른 곳에서 왔을 것이고, 딱 맞는 도착 시간은 단순히 우연의 일치였습니다. "나는 매우 회의적이다"고 말했다 밀레나 크르노고르체비치, 메릴랜드 대학의 천체 물리학자. "현재는 배경 이벤트로 기울이고 있습니다." (문제를 더 복잡하게 만들기 위해 러시아 천문대 신고 버스트에서 나오는 훨씬 더 높은 에너지의 251 TeV 광자에 의해 타격을 입었습니다. 그러나 페르미 망원경의 프로젝트 담당 부교수인 라쿠신은 이에 대해 “배심원은 아직 나오지 않았다”고 말했다. "조금 회의적이에요.")
지금까지 LHAASO 팀은 그들의 관찰에 대한 자세한 결과를 발표하지 않았습니다. BOAT를 연구하기 위해 글로벌 협력을 조정하고 있는 Burns는 그렇게 되기를 희망합니다. "나는 그들이 무엇을 가지고 있는지 매우 궁금합니다."라고 그는 말했습니다. 그러나 그는 어느 정도의 주의가 필요한 이유를 이해합니다. 번즈는 "내가 암흑 물질의 증거를 정의할 가능성이 몇 퍼센트라도 있는 데이터에 앉아 있었다면 현재로서는 매우 조심스러웠을 것"이라고 말했습니다. 광자가 BOAT에 연결될 수 있다면 "새로운 물리학의 증거일 가능성이 매우 높고 잠재적으로 암흑 물질"이라고 Crnogorčević는 말했습니다. LHAASO 팀은 논평 요청에 응답하지 않았습니다.
LHAASO의 데이터가 없더라도, 사건에서 보이는 순수한 양의 빛으로 인해 과학자들은 제트 자체에 대한 주요 수수께끼를 포함하여 감마선 폭발에 대한 가장 큰 질문에 답할 수 있습니다. "제트는 어떻게 발사됩니까? 제트기가 우주로 퍼지면서 무슨 일이 일어나고 있는 겁니까?” 말했다 타일러 파소탄, Goddard의 천체 물리학자. “정말 큰 질문들입니다.”
다른 천체 물리학자들은 BOAT를 사용하여 초신성이 될 때 일부 별에서만 감마선 폭발을 일으키는 이유를 확인하기를 희망합니다. "그것은 큰 미스터리 중 하나입니다."라고 말했습니다. 이베트 센데스, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics의 천문학자. “매우 거대한 별이어야 합니다. 우리 은하는 아마도 백만년마다 감마선 폭발을 일으킬 것입니다. 왜 그렇게 희귀한 개체군이 감마선 폭발을 일으키는 걸까요?”
감마선 폭발로 인해 붕괴된 별의 중심에 블랙홀이 생성되는지 아니면 중성자별이 생성되는지 여부도 미해결 문제입니다. BOAT에 대한 예비 분석은 전자가 이 경우에 발생했음을 시사합니다. Burns는 "제트기에는 기본적으로 블랙홀이 되어야 할 정도로 많은 에너지가 있습니다."라고 말했습니다.
확실한 것은 이것이 여러 생애 동안 사라지지 않을 우주적 사건이라는 것입니다. Burns는 "우리는 이것을 다시 할 기회를 갖기 전에 모두 죽을 것입니다."라고 말했습니다.
