2017 년 8 월, 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO)가 중성자 별 합병으로 인한 것으로 추정되는 파도를 감지했을 때 또 다른 주요한 돌파구가 발생했습니다. 그 후 얼마 지나지 않아 LIGO, Advanced Virgo 및 Fermi Gamma-ray 우주 망원경의 과학자들은이 사건 (킬로 노바)이 하늘에서 어디에서 발생했는지 확인할 수있었습니다.
GW170817 / GRB로 알려진이 소스는 합병으로 인해 블랙홀이 형성 될 수 있다고 여겨졌 기 때문에 많은 후속 조사 대상이되었습니다. 사건 이후 NASA의 찬드라 엑스레이 천문대 (Chandra X-ray Observatory)의 데이터를 분석 한 한 팀의 새로운 연구에 따르면 과학자들은 이제 합병이 우리 은하에 새로운 블랙홀을 만들었다 고 확신 할 수 있다고 말했다.
“GW170817 가장 가능성이 높은 블랙홀”이라는 제목의 연구는 최근에 천체 물리학 저널 편지. 이 연구는 샌 안토니오의 트리니티 대학교 물리학과 천문학 조교수 인 데이비드 풀리 (David Pooley)가 주도했으며, 텍사스 오스틴 (Austin) 텍사스 대학교, 캘리포니아 대학교 (University of California), 버클리 (Berkeley), 나자르 베이 예프 대학교 (Nazarbayev University)의 Energetic Cosmos Laboratory (카자흐스탄)의 연구자들을 포함시켰다.
연구를 위해 팀은 LIGO에 의한 중력파와 NASA의 Fermi 임무에 의한 감마선 검출 후 며칠, 몇 주, 몇 달에 채취 된 찬드라의 X- 선 데이터를 분석했습니다. 세계의 거의 모든 망원경이이 관측 원을 관찰했지만 X- 선 데이터는 두 중성자 별이 충돌 한 후 발생한 일을 이해하는 데 중요했습니다.
사건 후 2 ~ 3 일 후에 찬드라 (Chandra) 관측이 X- 선 소스를 탐지하지 못한 반면, 사건 후 9, 15, 16 일 후에 수행 된 관측은 탐지로 이어졌다. GW170817이 태양 뒤를지나 감에 따라 그 출처는 한동안 사라졌지 만, 사건 후 약 110 일과 160 일 후에 추가적인 관측이 이루어 졌는데, 둘 다 현저하게 밝아졌다.
LIGO 데이터는 중성자 별이 합쳐진 후 (2.7 태양 질량) 물체의 질량에 대한 추정치를 천문학 자에게 제공했지만, 이것이 무엇이되었는지를 결정하기에는 충분하지 않았습니다. 본질적으로이 질량은 질량이 가장 큰 중성자 별이거나 가장 낮은 질량의 블랙홀 (이전 기록 보유자는 4-5 개의 태양 질량)임을 의미합니다. Dave Pooley가 NASA / Chandra 보도 자료에서 설명했듯이 :
“중성자 별과 블랙홀은 신비하지만, 찬드라와 같은 망원경을 사용하여 우주 전역에서 많은 별을 연구했습니다. 그것은 우리가 그러한 물체가 X- 레이에서 어떻게 행동 할 것인지에 대한 데이터와 이론을 모두 가지고 있다는 것을 의미합니다.”
중성자 별이 합쳐져 더 무거운 중성자 별을 형성한다면, 천문학 자들은 그것이 빠르게 회전하고 매우 강한 자기장을 생성 할 것으로 기대할 것입니다. 이것은 또한 고 에너지 입자의 팽창 된 기포를 만들어서 밝은 X- 선 방출을 야기 할 것입니다. 그러나 찬드라 자료에 따르면 X-ray 방출량은 빠르게 회전하는 거대한 중성자에서 예상 한 것보다 수백 배나 낮았다.
Pooley와 그의 팀은 찬드라 관측 결과와 NSF의 Karl G. Jansky VLA (Vlarge Large Array)의 관측 결과를 비교함으로써 X- 레이 방출이 전적으로 합병으로 인한 충격파로 인한 것이라고 추론 할 수있었습니다. 가스. 요컨대, 중성자 별에 의한 X- 레이의 징후는 없었다.
이것은 결과물이 실제로 블랙홀임을 암시합니다. 확인 된 경우, 이러한 결과는 블랙홀의 형성 과정이 때때로 복잡 할 수 있음을 나타냅니다. 본질적으로, GW170817은 두 개의 별이 초신성 폭발을 겪어 결국 두 개의 중성자 별이 충분히 꽉 찬 궤도에 남겨져 결국 함께 모인 결과였습니다. Pawan Kumar는 다음과 같이 설명했습니다.
“우리는이 눈부신 사건에 대한 가장 기본적인 질문 중 하나에 대답했을 것입니다. 천문학 자들은 중성자 별 합병이 블랙홀을 형성하고 방사선 파열을 일으킬 것이라고 오랫동안 의심해 왔지만 지금까지는 강력한 사례가 없었습니다.”
앞으로 Pooley와 그의 동료들이 제기 한 주장은 미래의 X- 선 및 무선 관측으로 테스트 할 수 있습니다. 현재 남아프리카와 호주에서 건설중인 SKA (Square Kilometer Array) 및 ESA의 고 에너지 천체 물리학을위한 고급 망원경 (Athena +)과 같은 차세대 기기가 특히 도움이 될 것입니다.
잔존물이 강한 자기장을 가진 거대한 중성자 별으로 판명되면, 고 에너지 버블이 감속되는 충격에 따라 잡기 때문에 앞으로 몇 년 안에 X- 선 및 무선 파장에서 소스가 훨씬 더 밝아 질 것입니다 웨이브. 충격파가 약 해짐에 따라 천문학 자들은 최근 관측 된 것보다 계속 희미해질 것으로 예상합니다.
그럼에도 불구하고 텍사스 대학 (University of Texas)의 공동 연구자 인 제이 크레이그 휠러 (J. Craig Wheeler)에 따르면 GW170817에 대한 미래의 관찰은 풍부한 정보를 제공 할 수밖에 없다. “GW170817은 계속해서주는 천문학적 사건이다. "이번 사건에서 가장 밀집된 물체의 천체 물리학에 대해 많은 것을 배우고 있습니다."
이러한 후속 관찰에서 중성자 별이 무거운 합병의 결과 인 것으로 밝혀지면,이 발견은 중성자 별의 구조와 그들이 얻을 수있는 질량에 관한 이론에 도전 할 것입니다. 반면에, 그들이 작은 블랙홀을 형성하는 것을 발견하면 블랙홀의 질량 하한에 관한 천문학 자 개념에 도전 할 것입니다. 천체 물리학 자에게는 기본적으로 상생 시나리오입니다.
버클리 캘리포니아 대학교 공동 저자 브루스 그로스 산 (Bruce Grossan)은 다음과 같이 덧붙였다.
“저의 경력 초기에 천문학 자들은 우리 은하에서 중성자 별과 블랙홀 만 관측 할 수 있었으며, 이제 우리는 우주를 가로 질러이 이국적인 별을 관찰하고 있습니다. LIGO 나 Chandra와 같은 악기가 자연이 제공하는 많은 스릴을 보여주는 것을 보는 것은 얼마나 신나는 일입니까?”
실제로, 우주를 더 먼 곳으로 바라보고 시간을 더 깊이 들여다 보면 이전에 알려지지 않은 우주에 대해 많은 것이 밝혀졌습니다. 그리고 천문 현상을 더 자세하고 더 먼 거리에서 연구 할 목적으로 개선 된 도구가 개발됨에 따라 우리가 배울 수있는 것에 한계가없는 것 같습니다. Chandra X-ray Observatory가 제공 한 GW170817 합병에 대한 비디오를 확인하십시오.
