다크 감마선 버스트 GRB020819. 이미지 크레디트 : Keck. 클릭하면 확대됩니다.
우리가 우주에 대해 알고있는 거의 모든 것은 빛의 선택 의지를 통해 우리에게옵니다. 물질과는 달리, 빛은 우주를 가로 질러 넓은 거리를 우리의 악기로 여행하기에 독특합니다. 그러나 대부분의 천문학적 현상은 지속적이며 반복 가능합니다. 장기 관찰을 위해“매달려”있거나 정기적으로“다시 돌아 오게”할 수 있습니다. 그러나 이것은 감마선 버스트 (GRB)에는 해당되지 않습니다. 이는 엄청나게 높은 에너지 수준으로 광자 (및 원자보다 작은 입자)를 과급하는 신비한 우주 사건입니다.
1967 년 핵무기 조약 모니터링 중에 최초로 발견 된 천체 GRB가 발생했다.이 사건은 외계 기원이 확인되기까지 수년간의 분석이 필요했다. 이 발견 후, IPN (Interplanetary Network) 내의 다양한 공간 프로브에 위치한 검출기를 사용하여 원시 삼각 측량 방법을 사용했습니다. 이러한 방법에는 많은 수의 크 런칭이 필요했으며 지구 기반 계측기를 사용한 즉각적인 후속 조치는 불가능했습니다. 관련된 지연에도 불구하고, 수백 개의 감마선 소스가 카탈로그 화되었습니다. 인터넷을 사용하더라도 오늘날에도 IPN 유형 탐지 방법을 사용하여 응답하려면 며칠이 필요합니다.
NASA가 우주 왕복선 아틀란티스를“Great Observatories”프로그램의 일부로 사용하여 우주 공간에 Compton Gamma Ray Observatory (CGRO)를 넣었을 때이 모든 것이 1991 년에 바뀌기 시작했습니다. CGRO는 하늘을 스캔 한 지 4 개월 만에 천문학 자들에게 우주가 산발적이고 광범위하게 분포 된 감마선 발작을 거의 매일 겪었다는 사실을 밝혀 냈습니다. 시공간의 심연.
그러나 CGRO에는 한 가지 주요 제한 사항이있었습니다. 감마선을 감지하고 천문학 자에게 신속하게 경고 할 수는 있지만 우주에서 이러한 사건이 발생한 위치에 대해서는 특히 정확하지 않았습니다. 이 큰“에러 서클”때문에 천문학 자들은 그러한 사건의“잔광”을 볼 수 없었습니다. 이러한 한계에도 불구하고 CGRO는 초신성, 펄서, 블랙홀, 퀘이사, 심지어 지구 자체를 포함하여 수백 가지의 연속적이고 주기적이며 일시적인 감마선 소스를 감지했습니다. 한편 CGRO는 의심 할 수없는 무언가를 발견했다. 특정 펄서는 가시 광선을 동반하지 않고 감마선의 협 대역 전송기 역할을했으며 천문학 자의 첫 번째 "어두운"GRB 감각을 발견했다.
오늘날 우리는 우주에서 "어두운 펄서"가 감마선의 유일한 "어두운"소스가 아니라는 것을 알고 있습니다. 천문학 자들은 에피소드 (일회용) GRB의 작은 부분도 가시 광선이 적으며, 비정상적이고 설명 할 수없는 사람들과 마찬가지로 이유를 알고 싶어한다는 결론을 내 렸습니다. 실제로 GRB는 매우 독특하여 열성적으로“한 GRB를 보았을 때 하나의 GRB를 보았습니다”라는 말을들을 수 있습니다.
GRB 잔광의 광학 감지를 단순화 한 최초의 위성은 BeppoSAX입니다. 1990 년대 중반 이탈리아 우주국이 개발 한 BeppoSAX는 1996 년 4 월 30 일 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)에서 발사하여 2002 년까지 X- 선 방출 원을 지속적으로 탐지하고 찾아 냈다. BeppoSax의 오차 범위는 광학 천문학 자들이 많은 GRB를 신속하게 추적 할 수있을 정도로 작았 다. 지구 기반 기기를 사용하여 가시 광선에서 자세한 연구를위한 잔광.
BeppoSAX는 2003 년 4 월 29 일 지구 대기권에 다시 진입했지만, 현재까지 NASA의 대체품 (HETE-2 고 에너지 과도 탐색기 -2)은 이미 저 지구 궤도에서 몇 년 동안 관측되었습니다. HETE-2의 계측기 (1996 년 첫 번째 화신 HETE가 페가수스 로켓의 3 단계에서 분리되지 못함)는 X-ray 감지 범위를 확대하고 더 긴 오류 원을 제공했습니다. 천문학자는 응답 시간을 개선하는 데 필요한 것입니다. GRB 잔광 찾기.
2 년 후, 몇 달 후 (2002 년 8 월 19 일 월요일) HETE-2는 별자리 물고기의 머리 근처 어딘가에 강한 감마선원이 감지되어 종소리와 휘파람을 불렀습니다. 그 사건 (GRB 020819로 지정)은 일련의 천문 관측소들이 사건의 발생 장소를 결정하고 그것을 발생시키는 현상에 대한 이해를 돕기 위해 무선 주파수, 근적외선 및 가시광 광자 캡처를 시작하게했습니다.
국제 조사팀 (이 기사를 증명 한 덴마크 코펜하겐의 Niels Bohr Institute의 Pall Jakobsson 포함)이 2005 년 5 월 2 일에 발표 한 "The Dark GRB 020819의 Radio Afterglow 및 Host Galaxy"논문에 따르면, 4 시간 이내에 호주의 1m 사이딩 스프링 천문대 (SSO) 망원경은 달의 겉보기 직경의 1/7보다 작은 공간 영역으로 바뀌었다. 13 시간 후, 두 번째로 약간 더 큰 기기 – Mt. 팔로마 – 추격에 합류했습니다. 22만큼 희미한 빛을 포착하더라도 장비는 해당 공간 영역에서 특이한 것을 포착하지 못했습니다. 그러나 크고 매우 광도적인 19.5 크기의 정면에 놓인 나선 은하는 악기의 손아귀에 잘 들어갔다.
15 일 후, 하와이 마우나 케아에있는 10 미터 길이의 Keck ESI 장비는 26.9까지 파란색과 빨간색 표시등으로 같은 지역을 촬영했습니다. 이 광학적 깊이에서, 나선 은하에서 북쪽으로 3 호초 떨어진 곳에 뚜렷한 24 배 크기의 "블롭 (blob)"(HII 별 형성 영역으로 추정 됨)을 볼 수 있었다. 2003 년 1 월 1 일에 Keck 10 미터를 사용하여 더 이상 무엇이든 감지하기위한 마지막 시도가 이루어졌습니다. GRB 020819의 영역에서 발산되는 광학 광선에는 변화가 없었습니다.이 모든 결과는 약 134 일 전에 HETE-2에 의해 감지 된 감마선 폭발이 수반되는 가시적 인 잔광이 없음을 확인했습니다. 조사팀은 "다크 감마선 버스터"를 사용했습니다. 나중에 도대체 그게 뭔지 알아내는 작업이 올 것입니다.
광학 및 근적외선 검사주기 내내 주기적으로 버스트 영역을 전파 주파수로 모니터링했습니다. 이 팀은 VLA (뉴 멕시코 소코로에서 서쪽으로 50 마일 떨어진 27 개의 Y 구성 25 미터 식기로 구성된 매우 큰 어레이)를 사용하여 8.48Ghz 방사능 감소를 추적하고 그 지역을 확인했습니다.
GRB 020819의 첫 번째 전파는 HETE-2 경보 후 1.75 일에 수집되었습니다. 157 일이되자 rf 에너지 레벨은 더 이상 자신있게 소스를 볼 수없는 지점까지 평평 해졌습니다. 그러나이시기에 그 위치는 이전에 미지의 나선 은하의 중심에서 북쪽으로 3 아크 초 떨어진 지점으로 정확히 밝혀졌다. 불행하게도, 희미하기 때문에 – 얼룩 자체까지의 거리는 분 광학적으로 결정될 수 없지만 – 은하계는 약 6.2 BLY 떨어진 곳에있는 것으로 밝혀졌으며 근원지와의 관계에있어“높은 신뢰”를 누리고 있습니다.
이러한 연구의 결과로, 천문학 자들은 이제 고용량 및 저에너지 광자의 거대한 플럭스를 발생시키면서 자외선, 가시 광선 및 근적외선과 같은 중간 주파수를 거의 완전히 건너 뛰는 대량의 사건에 대해 점점 더 많이 배우고 있습니다. 이것을 설명 할 수있는 것이 있습니까?
GRB 020819의 학습을 기반으로, 팀은 GRB가 얼마나 어두운 지에 대한 3 가지 불 덩어리 충격 모델을 탐색했습니다. 세 가지 (균일 한 매체로의 고 에너지 가스 팽창, 성층화 된 매체로의 확장, 그리고 어떤 유형의 매체를 통과하는 시준 된 제트) GRB 020819 동작에 가장 잘 맞는 것은 고 에너지 가스의 균일 한 팽창입니다. 다른 가스의 균질 한 매체로 (천체 물리학 자 R. Sari 등 1998 년에 처음 제안한 모델). 이 등방성 팽창 모델의 장점은 (수사팀의 말에 따르면) 가시광 선의 부재를 설명하기 위해“적절한 양의 멸종 만 불러야한다”는 것입니다.
팀은 어두운 GRB와 관련된 가능한 시나리오 범위를 좁히는 것 외에도“상대적으로 가까운 버스트 인 GRB 020819는 14 GRB 중 두 개 중 하나 (2 arc minutes using HETE-2) 내에 국한되어 있다고 결론을 내 렸습니다. 보고 된 OA가 없습니다. 이것은 어두운 파열 비율이 이전에 제안 된 것보다 훨씬 낮으며 아마도 10 % 정도로 작다는 최근의 제안을 뒷받침합니다.”
Jeff Barbour 작성
