약 75 억 광년 떨어져있는 우주에서 죽어가는 별은 지금까지 본 가장 높은 에너지의 천문학 자들을 발표했습니다. 그리고이 가벼운 입자, 즉 광자 (photon)는 천문학 자들이이 입자들이 어떻게 그런 극한 에너지로 강화되는지 이해하는 데 도움이됩니다.
천문학 자들은 감마선 폭발 또는 GRB라고 불리는 사건을 보면서 초고 에너지 광자를 발견했다. 중성자 별의 충돌이나 거대한 별의 붕괴로 인한 것으로 생각되는 순간 감마선 폭발이 갑자기 나타나고 때로는 1 초 동안 만 나타납니다. 이러한 일시적인 파열 중 하나는 태양이 전체 수명 동안 생성하는 것보다 더 많은 에너지를 방출 할 수 있습니다. 이러한 이벤트는 잡기가 어렵지만 잔광이 뒤 따릅니다. 잔광에서 나오는 빛은 더 어두워 지지만 더 오래 지속되므로 천문학자가 자세히 측정 할 수 있습니다.
2019 년 1 월 14 일 GRB 190114C라는 이름의 감마선 버스트가 자동화 시스템을 통해 두 개의 우주 망원경으로 발견되었습니다. 22 초 안에 지구의 천문학 자들은 지상 망원경으로 사건 후 잔광을 측정하도록 지시했습니다.
대기압 감마 이미징 Cherenkov 망원경의 대변인 인 Razmik Mirzoyan은“우리는 20 년 이상을 찾고있다. (새로운 연구에 대한 MAGIC) 협력 및 공동 저자는 Live science에 말했다. Mirzoyan은 그들이이 것을 찾을 수 있었기 때문에 단순히 운이 아니라 지속성이라고 말했다.
천문학적 측면에서이 사건은 상대적으로 가까웠 기 때문에 천문학 자들은 넓은 범위의 파장에서 잔광을 측정 할 수있었습니다. 이후 10 일 동안 과학자들은 6 개의 위성과 15 개의 지상 망원경에서 데이터를 수집하여 라디오에서 자외선까지의 파장에서 방사선을 감지했습니다.
버스트 후 처음 수십 초 동안의 측정 결과를 분석 한 결과, 천문학 자들은 수조 배의 전자 볼트 에너지, 즉 태양에서 나오는 전형적인 광자의 에너지 수조 배인 광자를 발견했습니다.
1 조 전자 볼트를 초과하는 에너지를 갖는 광자가 초신성 잔해와 같은 다른 천체 물리적 근원으로부터 이전에 검출되었지만, GRB에서 유래 된 것으로 알려진 것은 없었다.
다중 파장 데이터는 천문학 자들이 입자가 어떻게 통전되는지를 확립하는 데 도움을 주었다. 저에너지 광자는 싱크로트론 방사선으로 알려진 공정에서 자기장 주위를 나선형으로하는 입자에 의해 방출되었습니다. 대조적으로, 기록적인 초고 에너지 광자들은 고 에너지 전자와의 충돌을 통해 가속되었다. 과학자들이 역-컴 프턴 산란이라고 부르는 메커니즘의 변형이다. 연구 결과는 GRB에 대한 이론을 확인하고 천문학 자들이이 기괴한 파열의 물리학을 이해하도록 돕습니다.
미르 조얀은 성명에서“GRB가 처음 발견 된 지 50 년이 지난 후에도 여전히 근본적인 측면이 여전히 신비로웠다. "GRB 190114C에서 감마선 방출의 발견은 GRB 폭발이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 강력하다는 것을 보여줍니다."
천문학 자들은 오랫동안 초고 에너지 광자를 찾고 있었지만 GRB 190114C는 드문 사건이 아니 었습니다. 과학자들은 초고 에너지 감마선을 감지하도록 설계된 MAGIC 및 고 에너지 입체 시스템 (H.E.S.S.)과 초기 GRB 감지를위한 자동화 시스템 덕분에 과학자들은 앞으로 더 많은 초고 에너지 광자를 포착 할 것으로 기대합니다.
"우리는 초고 에너지 광자를 발견하는 새로운 시대에 들어서고있다"고 라스 베이거스 네바다 대학의 천체 물리학자인 빙 장 (Bing Zhang)은이 연구에 참여하지 않은 이메일을 통해 라이브 사이언스 (Live Science)에 말했다. "고 에너지 체제에서 풍부한 물리학이 기대되기 때문에, 이러한 관측은 앞으로 몇 년 안에 흥분을 가져올 것입니다."
새로운 결과는 11 월 20 일 Nature 지에 게재되었다.
