2017 년에 LIGO (Laser-Interferometer Gravitational Wave Observatory)와 Virgo는 두 개의 중성자 별이 합쳐진 중력파를 감지했습니다. 그들은 그 신호를 GW170817이라고지었습니다. NASA의 Fermi 위성은 2 초 만에 GRB170817A라는 감마선 버스트 (GRB)를 감지했습니다. 몇 분 안에 전 세계의 망원경과 관측소가 행사에 참여했습니다.
허블 우주 망원경은이 두 개의 중성자 별 합병의 역사적 탐지에 중요한 역할을했습니다. 허블은 2017 년 12 월부터이 합병으로 가시 광선을 감지했으며 내년 반에는 같은 장소에서 10 배 이상 강력한 거울을 돌렸다. 결과?
이 사건의 잔광에 대한 가장 깊은 이미지와 과학적 세부 사항으로 가득 찬 하나.
연구를 이끌었던 노스 웨스턴의 웬-페이 퐁 (Wen-fai Fong)은“이것은 이번 행사에서 가장 눈에 띄는 노출입니다. "이미지가 깊을수록 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다."
합병의 잔광에 대한 심층적 인 이미지를 제공하는 것 외에도 허블은 합병 자체의 예상치 못한 비밀, 생성 된 제트기 및 짧은 감마선 폭발의 특성에 대한 세부 사항도 공개했습니다.
많은 과학자들에게 GW170817은 현재 LIGO의 가장 중요한 발견입니다. 이 발견은 2017 년 Science 저널에서 올해의 혁신 상을 수상했습니다. 두 중성자 별의 충돌이나 합병에 대해 많은 이야기가 있었지만 천체 물리학자가 그것을 관찰 할 수있는 것은 이번이 처음이었습니다. 그들은 또한 전자기파와 중력파 모두에서 그것을 관찰했기 때문에 보도 자료에서 언급 한 것처럼이 두 가지 형태의 방사선 사이에서 최초의 다중 메신저 관찰이었다.
이런 상황을 일으킨 부분적인 상황입니다. GW170817은 천문학적 측면에서 지구와 매우 가깝습니다. 타원형 은하 NGC 4993에서 단 1 억 4 천만 광년 떨어져 있습니다. 밝고 찾기 쉽습니다.
두 중성자 별의 충돌로 킬로 노바가 발생했습니다. 두 개의 중성자 별이 이와 같이 합쳐 지거나 중성자 별과 블랙홀이 합쳐질 때 발생합니다. 킬로 노바는 고전적인 신성보다 약 1000 배 더 밝으며, 백색 왜성과 그 동반자가 합쳐지면 이진 별 시스템에서 발생합니다. 킬로 노바의 극단적 인 밝기는 합병 후 금을 포함한 무거운 요소로 인해 발생합니다.
이 합병은 잔광을 거의 볼 수없는 근거리 광속으로 이동하는 재료 제트를 만들었습니다. 제트가 서라운드 재질로 슬래 밍되어 합병을 매우 밝고 쉽게 볼 수 있었지만 이벤트의 잔광도 가려졌습니다. 잔광을보기 위해 천체 물리학 자들은 인내심을 가져야했습니다.
Fong은“우리는 잔광을보기 위해 킬로 노바를 벗어나야했습니다. “합병 후 약 100 일이 지나서야 킬로 노바는 망각으로 사라지고 잔광이 이어졌습니다. 그러나 잔광은 너무 희미하여 가장 민감한 망원경으로 포착했습니다.”
허블 우주 망원경이 등장한 곳입니다. 2017 년 12 월 허블은 합병의 잔광에서 보이는 빛을 보았습니다. 그때부터 2019 년 3 월까지 허블은 잔광을 10 번 더 다시 방문했습니다. 최종 이미지는 가장 깊은 이미지였으며, 합병이 발생한 지점에서 7.5 시간 동안 유망한 공간 인 '스코프'가 쳐졌습니다. 이 이미지에서 천체 물리학 자들은 두 개의 중성자 별이 합쳐진 후 584 일 후에 가시 광선이 사라 졌다는 것을 알았습니다.
사건의 잔광이 핵심이었으며 희미했습니다. 그것을보고 연구하기 위해, 연구의 배후 팀은 주변 은하에서 NGC 4993에서 빛을 제거해야했다. 은하계 빛은 복잡하고 말하기 방식으로 잔광을“감염”시키고 결과를 손상시킬 것이다. .
CIERA의 박사후 연구원이자 연구의 두 번째 저자 인 Peter Blanchard는“잔광에서 빛을 정확하게 측정하려면 다른 빛을 모두 제거해야합니다. "가장 큰 원인은 은하계의 가벼운 오염으로, 구조가 매우 복잡합니다."
그러나 이제 그들은 잔광에 대한 허블 이미지 10 개를 가지고 작업했습니다. 이 이미지에서 킬로 노바는 사라졌고 잔광 만 남았습니다. 최종 이미지에서 잔광도 사라졌습니다. 그들은 최종 이미지를 잔광의 다른 10 개 이미지에 겹쳐 놓고, 알고리즘을 사용하여 잔광을 보여주는 초기 허블 이미지에서 모든 빛을 세 심하게 제거했습니다. 픽셀 단위.
결국 그들은 시간이 지남에 따라 일련의 일련의 이미지를 얻었으며, 은하의 오염없이 잔광을 보여주었습니다. 이미지는 모델링 된 예측과 일치했으며 이벤트 잔광의 가장 정확한 시계열 이미지이기도합니다.
Fong은“밝기 진화는 우리의 이론적 인 제트 모델과 완벽하게 일치합니다. "또한 그것은 라디오와 엑스레이가 우리에게 말하는 것에 완벽하게 동의합니다."
그래서 그들은이 이미지에서 무엇을 찾았습니까?
우선 중성자 별이 합쳐진 모든 영역이 밀집으로 밀집되어 있지는 않았으므로 이전 연구에서 예상했던 것입니다.
"이전 연구에 따르면 중성자 별 쌍이 구형 클러스터의 조밀 한 환경 내에서 형성되고 병합 될 수 있다고 제안했습니다."라고 Fong은 말했습니다. "우리의 관찰에 따르면이 중성자 별 합병의 경우에는 그렇지 않습니다."
Fong은 또한이 작품이 감마선 폭발에 약간의 빛을 비추 었다고 생각합니다. 그녀는 그 먼 폭발이 실제로 GW170817과 같은 중성자 별 합병이라고 생각합니다. Fong에 따르면, 그들은 모두 상대 론적 제트기를 생산한다는 것이 단지 다른 각도에서 바라본다는 것입니다.
천체 물리학 자들은 일반적으로 GW170817과 다른 각도에서 감마선 폭발로 인해이 제트기가 보이며, 일반적으로 정면에 있습니다. 그러나 GW170817은 30도 각도에서 보았습니다. 그것은 이전에는 광학 조명에서 본 적이 없었습니다.
Fong은“GW170817은 제트기가 '축외 (off-axis)'를 볼 수있는 최초의 사례입니다. "새로운 시계열은 GW170817과 먼 짧은 감마선 버스트의 주요 차이점이 시야각이라는 것을 나타냅니다."
이 결과를 요약 한 논문이 이번 달 천체 물리학 저널에 실릴 것입니다. 제목은 "GW170817의 광학 잔광 : 축외 구조 제트 및 구형 클러스터 원점에 대한 깊은 제약"입니다. 위의 링크 arxiv.org에서 볼 수 있습니다.
더:
- 연구 논문 : GW170817의 광학 잔광 : 구형 클러스터 원점에 대한 축외 구조적 제트 및 깊은 구속 조건
- 보도 자료 : 잔광은 자연, 중성자 별 충돌의 기원에 빛을 비추다
- LIGO / Virgo : MESSIGER MULTEN-MESSENGER의 물리학 : 이진 중성자 스타 합병의 관찰
