이미지 크레디트 : LBL
비정상적인 폭발하는 별의 편광을 측정함으로써 국제 천체 물리학 자 및 천문학 자 팀은 Type Ia 초신성에 대한 최초의 상세한 그림과 별이 폭발 한 독특한 별 시스템을 연구했습니다.
칠레의 유럽 남부 천문대의 매우 큰 망원경을 사용하여 연구진은 초신성 2002ic가 평평하고 밀도가 높고 울퉁불퉁 한 먼지와 가스 원반 내부에서 폭발하여 이전에는 별에서 멀어 졌다고 판단했습니다. 그들의 연구는 이것과 Ia 형 초신성의 다른 선구자들이 우리 은하계에 잘 알려진 원형 행성 성운으로 알려진 물체와 유사하다는 것을 암시한다.
Lawrence Berkeley 국립 연구소의 Lifan Wang, 유럽 남부 천문대 (ESO)의 Dietrich Baade, Peter H? flich 및 Austin의 Texas University의 J. Craig Wheeler, 일본 국립 천문대 Koji Kawabata 및 Ken'ichi 도쿄 대학의 노 모토 (Nomoto)는 2004 년 3 월 20 일 호의 천체 물리학 저널 편지에서 발견 된 사실을보고했다.
초신성을 유형으로 캐스팅
초신성은 스펙트럼에서 볼 수있는 요소에 따라 분류됩니다. 타입 I 스펙트럼에는 수소 라인이없고 타입 II 스펙트럼에는 이러한 라인이 있습니다. SN 2002ic를 특이하게 만드는 이유는 스펙트럼이 일반적인 유형 Ia 초신성과 유사하지만 강력한 수소 방출 선을 나타냅니다.
II 형과 다른 초신성은 매우 거대한 별의 핵이 붕괴되고 폭발하여 매우 조밀 한 중성자 별이나 심지어 블랙홀을 남길 때 발생합니다. 그러나 Type Ia 초신성은 매우 다른 메커니즘으로 폭발합니다.
초신성 분광 분광법 분야의 개척자 인 버클리 랩 (Berkeley Lab)의 Wang은“Type Ia 초신성은 금속성 불 덩어리입니다. “유형 Ia는 수 소나 헬륨이 아니라 철분이 많고 방사성 니켈, 코발트, 티타늄, 작은 규소 및 약간의 탄소와 산소가 있습니다. 따라서 그 조상들 중 하나는 탄소-산소 백색 왜성을 남기도록 진화 된 오래된 별이어야합니다. 그러나 핵연료 인 탄소와 산소는 쉽게 타지 않습니다. 흰 왜성이 어떻게 폭발 할 수 있습니까?”
가장 널리 받아 들여지는 Type Ia 모형은 백색 왜성 (대략 지구 크기이지만 대부분의 태양 덩어리를 포장)은 찬드라 세 카르 한계 (Chandraekhar limit)로 알려진 1.4 태양 질량에 도달 할 때까지 궤도 동반자로부터 물질을 계산한다고 가정합니다. 현재 초 고밀도 백색 왜성은 강력한 열핵 폭발로 점화되어 스타 더스트 만 남습니다.
다른 계획에는 두 명의 백색 왜성이 합병되거나 심지어 젊은 자아가 흘린 문제를 다시 지적하는 고독한 백색 왜성이 포함됩니다. 그러나 30 년 동안의 검색에도 불구하고 SN 2002ic의 발견 및 후속 분광 분광 연구까지 어떤 모델에 대한 확실한 증거는 없었습니다.
2002 년 11 월, 버클리 연구소 (Berkeley Lab)에 위치한 에너지 부 인근 초신성 공장의 마이클 우드-바시 (Michael Wood-Vasey)와 그의 동료들은 SN 2002ic의 폭발이 익명의 은하에서 거의 10 억 광년 떨어진 곳에서 발견 된 직후 SN 2002ic의 발견을보고했다. 별자리 물고기 자리.
2003 년 8 월, Carnegie Observatories의 Mario Hamuy와 그의 동료들은 SN 2002ic의 풍부한 수소가 풍부한 가스의 원천이 아마도 초기 단계의 스타 인 AGB (Asymptotic Giant Branch) 스타일 가능성이 있다고보고했습니다. 태양의 3 ~ 8 배에 달하는 생명력 – 수소, 헬륨 및 먼지의 바깥층을 날려 버린 후 백색 왜성 뒤에 남는 일종의 별.
더욱이, 수소와의 타입 Ia 인이 모순적으로 보이는 모순적인 초신성은 사실 이전에 타입 IIn으로 지정된 다른 수소가 풍부한 초신성과 유사했습니다. 이것은 Type Ia 초신성이 실제로 매우 유사하지만 그들의 선조들 사이에 넓은 차이가있을 수 있음을 시사했다.
제 1 형 초신성은 전체 은하보다 밝거나 밝아서 매우 유사하고 밝기 때문에 우주 거리와 우주의 확장을 측정하는 데 가장 중요한 천문 표준 초가되었습니다. 1998 년 초, 버클리 연구소에 기반을 둔 에너지 원의 초신성 우주론 프로젝트의 멤버들과 호주에있는 High-Z 초신성 검색 팀의 경쟁자들과 수십 건의 원격 Ia 초신성의 관측 결과를 분석 한 후 놀라운 발견을 발표했습니다. 우주의 팽창이 가속화되고 있습니다.
우주 론자들은 우주의 3 분의 2 이상이 공간을 늘리고 가속화하는 팽창을 일으키는“암흑 에너지”라고 불리는 신비한 것으로 구성되어 있다고 결정했다. 그러나 암흑 에너지에 대해 더 많이 배우는 것은 어떤 종류의 별 시스템이 어떤 종류의 별 시스템을 유발하는지에 대한 더 나은 지식을 포함하여 훨씬 더 멀리 떨어진 Type Ia 초신성의 많은 연구에 달려 있습니다.
분광 분광법을 사용한 사진 구조
SN 2002ic의 분광 분광법은 Type Ia 시스템의 가장 상세한 그림을 제공했습니다. 편광계는 광파의 방향을 측정합니다. 예를 들어, 폴라로이드 선글라스는 평평한 표면에서 반사 된 빛의 일부를 차단할 때 수평 편광을 "측정"합니다. 그러나 먼지 구름이나 별 폭발과 같은 물체에서는 빛이 표면에서 반사되지 않고 입자 나 전자에서 산란됩니다.
먼지 구름 또는 폭발이 구형이고 균일하게 매끄러 우면 모든 방향이 동일하게 표현되고 순 편광이 0입니다. 그러나 물체가 디스크 나 시가와 같은 구형이 아닌 경우 다른 방향보다 더 많은 빛이 진동합니다.
상당히 눈에 띄는 비대칭에도 순 분극은 1 %를 넘지 않습니다. 따라서 ESO 분광 분광법 장비는 강력한 초대형 망원경을 사용하여 희미한 SN 2002ic을 측정하는 것이 어려웠습니다. 필요한 고품질 편광계 및 분광법 데이터를 얻기 위해 4 일 밤에 몇 시간 관찰이 필요했습니다.
팀의 관찰 결과는 SN 2002ic이 처음 발견 된 지 거의 1 년이 지났습니다. 초신성은 훨씬 더 희미 해졌지만 저명한 수소 방출 라인은 6 배 더 밝았습니다. 분광학을 통해 천문학 자들은 Hamuy와 그의 동료들의 관찰을 확인했으며, 고속으로 폭발에서 바깥쪽으로 팽창하는 방출은 주변의 두꺼운 수소가 풍부한 물질에 부딪쳤다.
그러나 새로운 극성 측정 연구 만이이 문제의 대부분이 얇은 디스크 형태라는 것을 밝혀 낼 수있었습니다. 분극은 느리게 움직이는 주변 물질의 먼지 입자 및 전자와의 폭발로 인한 고속 배출의 상호 작용으로 인한 것 같습니다. 초신성이 처음 관측 된 후 오랫동안 수소 라인이 밝아지는 방식 때문에, 천문학 자들은 디스크에 고밀도 덩어리가 포함되어 있고 백색 왜성이 폭발하기 전에 제자리에 있었다고 추론했다.
Wang은“이 놀라운 결과는 SN 2002ic의 선조가 우리 은하수의 천문학 자들에게 친숙한 물체, 즉 원형 행성 성운과 매우 유사하다는 것을 암시한다. 이 성운의 대부분은 점성 거대 가지 별의 날아간 바깥 껍질의 잔재입니다. 그러한 별들은 빠르게 회전하면 얇고 불규칙한 디스크를 버리십시오.
타이밍의 문제
하얀 드워프가 찬드라 세 카르 한계에 도달하기에 충분한 재료를 모으려면 백만 년이 걸립니다. 대조적으로, AGB 스타는 많은 양의 물질을 비교적 빨리 잃습니다. 원형 계 성운 단계는 일시적이며, 분출 된 물질이 소멸되기까지 단지 수백 또는 수천 년 지속된다. Wang은 남은 핵 (백인 난쟁이)이 폭발하기에 충분한 물질을 다시 축적 할 시간이 충분하지 않다고 말합니다.
따라서 SN 2002ic 시스템의 백색 왜성 동반자는 성운이 형성되기 훨씬 전에 이미 바쁘게 물질을 수집했을 가능성이 높습니다. 원형 계 단계는 단지 수백 년 동안 지속되며, Type Ia 초신성이 진화하는 데 일반적으로 백만 년이 걸린다고 가정하면, 모든 Type Ia 초신성 중 약 천분의 일만이 SN 2002ic과 유사 할 것으로 예상됩니다. Wang 씨는“특별한 스펙트럼 및 편광 특성을 보여줄 수는 없지만“주변 물질로 다른 Type Ia 초신성을 검색하는 것은 매우 흥미로울 것”이라고 말했다.
그럼에도 불구하고 VLT를 사용한 편광계 프로젝트의 수석 연구원 인 Dietrich Baade는“이는 모든 Type Ia 초신성이 기본적으로 동일하여 SN 2002ic의 관측치가 설명 될 수 있다고 가정 한 것”이라고 말했다.
서로 다른 궤도 특성과 별의 진화 단계에서 서로 다른 종류의 동반자를 가진 이진 시스템은 여전히 accretion 모델을 통해 유사한 폭발을 일으킬 수 있습니다. Baade는“SN 2002ic의 겉보기에 특이한 경우는 빛의 곡선의 놀라운 유사성이 시사하는 것처럼 이러한 물체가 실제로 매우 유사하다는 강력한 증거를 제공합니다.”라고 말합니다.
가스와 먼지의 분포를 보여줌으로써 분광 분광법은 왜 전구체 시스템의 질량, 나이, 진화 상태 및 궤도가 크게 다를 수 있더라도 Type Ia 초신성이 왜 그렇게 닮았는지를 보여 주었다.
버클리 연구소는 캘리포니아 버클리에 위치한 미국 에너지 국 국립 연구소입니다. 그것은 분류되지 않은 과학적 연구를 수행하고 캘리포니아 대학에 의해 관리됩니다. 웹 사이트 http://www.lbl.gov를 방문하십시오.
원본 출처 : Berkeley Lab News Release
