거의 반세기 동안 과학자들은 별이 수명주기의 끝에 올 때 중력 붕괴를 겪을 것이라는 이론에 가입했다. 이 시점에서 충분한 질량이 있다고 가정하면이 붕괴로 블랙홀이 형성됩니다. 블랙홀이 언제 어떻게 형성되는지를 아는 것은 오랫동안 천문학 자들이 추구해 왔던 일이었습니다.
왜 안돼? 블랙홀의 형성을 목격 할 수 있다는 것은 놀라운 사건 일뿐만 아니라 과학적 발견의보고로 이어질 것입니다. 그리고 콜럼버스에있는 오하이오 주립대 (Ohio State University)의 연구원 팀에 의한 최근 연구에 따르면, 우리는 마침내 그렇게했을 것입니다.
이 연구팀은 천문학 교수이자 오하이오 주 저명한 학자 크리스토퍼 코 차넥 (Christopher Kochanek)이 이끌었다. 그와 그의 동료들은 LBT (Large Binocular Telescope)와 HST (Hubble Space Telescope)로 촬영 한 이미지를 사용하여 N6946-BH1이라는 적색 초거성 별에 대한 일련의 관측을 수행했습니다.
블랙홀의 형성 과정을 분해하기 위해, 별의 수명주기에 대한 현재의 이해에 따르면, 매우 큰 질량의 별이 초신성을 경험 한 후에 블랙홀이 형성됩니다. 이것은 별이 연료를 모두 공급받지 못하고 갑자기 질량이 없어져 별의 바깥 껍질이 벗겨지고 남은 중성자 별이 남는 시점에서 시작됩니다.
그런 다음 캐스트 된 수소 이온에 전자를 다시 부착하여 밝은 플레어가 발생합니다. 수소 융합이 멈 추면 별의 잔재가 식고 사라지기 시작합니다. 그리고 나머지 물질은 응축되어 블랙홀을 형성합니다.
그러나 최근 몇 년간 몇몇 천문학 자들은 어떤 경우에는 별들이 실패한 초신성을 경험할 것이라고 추측했다. 이 시나리오에서 매우 높은 질량의 별은 일반적인 에너지 폭발이 발생하지 않고 블랙홀로 바뀌어 수명주기를 끝냅니다.
오하이오 팀이 연구에서“대 안경 망원경으로 실패한 초신성을 찾는 것 : 사라지는 별의 확인”이라는 제목의 연구에서 언급 한 바와 같이, 이것은 우리의 질량의 25 배에 해당하는 적색 초거성 N6946-BH1에 발생한 것일 수 있습니다. 태양은 지구에서 2 천만 광년 떨어져있었습니다.
이 팀은 LBT로 얻은 정보를 사용하여 N6946-BH1이 2009 년에서 2015 년 사이에 두 개의 개별 관찰이 이루어진 시점에서 광도에 흥미로운 변화가 있음을 지적했습니다. 2009 년 이미지에서 N6946-BH1은 밝고 고립 된 별 모양으로 나타납니다. 이는 2007 년 HST가 수집 한 보관 데이터와 일치했습니다.
그러나 2015 년 LBT에서 얻은 데이터에 따르면 별이 가시 파장에서 더 이상 명백하지 않았으며 같은 해의 허블 데이터에서도 확인되었습니다. LBT 데이터에 따르면 2009 년 몇 달 동안이 별은 짧지 만 강렬한 폭발을 겪어 태양보다 백만 배 더 밝아졌으며 꾸준히 사라졌습니다.
또한 Palomar Transit Factory (PTF) 설문 조사에서 영국 아마추어 천문학 자이자 초신성 사냥꾼 인 Ron Arbor가 관찰 한 데이터와 비교했습니다. 두 경우 모두 관찰 결과에 따르면 2009 년 짧은 기간 동안 플레어가 발생했다가 계속해서 사라 졌다는 증거가있었습니다.
결국,이 정보는 모두 실패한 초신성 블랙홀 모델과 일치했습니다. 그룹 신문의 수석 저자 인 Kochanek 교수는 – – Space Magazine에 이메일을 통해 다음과 같이 말했습니다.
“이 사건의 실패한 초신성 / 블랙홀 형성 그림에서, 과도 현상은 실패한 초신성에 의해 좌우됩니다. 행사 전에 우리가 볼 수있는 별은 적색 초거성입니다. 따라서 수소 연소 껍질에 콤팩트 한 코어 (~ 지구 크기)가 있으며, 대부분 목성의 규모까지 확장 될 수있는 수소가 들어있는 크고 푹신한 확장 봉투가 있습니다. 궤도. 이 봉투는 별에 매우 약하게 묶여 있습니다. 별의 핵심이 무너지면 중성 덩어리는 태양 중력의 10 분의 1 정도 떨어집니다. 이 별의 중력이 떨어지면 푹신한 봉투를 통해 약한 충격파를 보내어 표류를 멀리 보냅니다. 이것은 약 1 년 동안 지속되고 재조합 에너지에 의해 구동되는 시원하고 저 발광성 (초신성과 비교하여, 태양의 광도의 약 백만 배) 과도 현상을 일으킨다. 푹신한 외피의 모든 원자는 방출 된 외피가 팽창하고 냉각됨에 따라 전자가 원자에 결합하지 않고 이온화되었으며, 전자는 모두 원자에 다시 결합되어 에너지를 방출하여 과도를 작동시킵니다. 우리가 데이터에서 보는 것은이 그림과 일치합니다.”
당연히이 팀은 별의 갑작스런 "사라짐"을 설명 할 수있는 모든 가능성을 고려했습니다. 여기에는 별이 너무 많은 먼지로 싸여서 광학 / UV 광이 흡수되어 다시 방출 될 가능성이 포함되었습니다. 그러나 그들이 찾은 것처럼, 이것은 그들의 관찰과 일치하지 않았습니다.
"강점은 별을 숨기기 위해 먼지를 사용하는 모델이 실제로 작동하지 않는다는 것입니다. 따라서 현재 존재하는 별보다 현재 존재하는 모든 것이 훨씬 덜 밝아 야합니다." 코 차넥은 설명했다. 실패한 초신성 모델의 맥락에서, 잔류 광은 새로 형성된 블랙홀에 축적되는 물질로부터의 방출의 늦은 붕괴와 일치한다”고 말했다.
당연히, 이것이 사실인지 아닌지를 알기 전에 추가 관찰이 필요할 것입니다. 여기에는 Spitzer 우주 망원경 및 Chandra X- 선 천문대와 같은 IR 및 X- 선 임무 또는 향후 몇 년 동안 배치 될 많은 차세대 우주 망원경 중 하나가 포함될 것입니다.
또한 Kochanek과 그의 동료들은 LBT를 사용하여 가능한 블랙홀을 계속 모니터링하고 HST를 사용하여 약 1 년 후에 개체를 다시 방문하기를 희망합니다. "만약 그것이 사실이라면, 우리는 물체가 시간이 지남에 따라 사라지는 것을 계속 볼 수 있어야합니다."
말할 필요도없이,이 발견은 천문학의 역사에서 전례없는 사건이 될 것입니다. 그리고이 뉴스는 과학계의 흥미를 불러 일으켰습니다. 하버드 대학교 천문학 교수 인 Avi Loeb는 Space Magazine에 이메일을 통해 다음과 같이 말했습니다.
“블랙홀을 만들기 위해 붕괴 된 별의 잠재적 인 발견에 관한 발표는 매우 흥미 롭습니다. 사실 인 경우 블랙홀의 분만실에 대한 첫 번째 직접보기가됩니다. 그림은 분만실과 같이 다소 지저분하며 분만 된 아기의 특성에 대한 불확실성이 있습니다. 블랙홀이 생성되었음을 확인하는 방법은 X- 선을 감지하는 것입니다.
“우리는 가장 최근에 LIGO 팀이 유착에서 중력파를 발견 한 덕분에 거대한 질량의 블랙홀이 존재한다는 것을 알고 있습니다. 거의 80 년 전에 Robert Oppenheimer와 공동 연구자들은 거대한 별들이 블랙홀로 무너질 것이라고 예측했습니다. 이제 우리는 그 과정이 실제로 실제로 일어난다는 첫 번째 직접적인 증거를 가질 수 있습니다.
그러나 물론, 우리는 거리가 주어지면 N6946-BH1로 목격 할 수있는 것이 2 천만 년 전에 일어났다는 것을 스스로 상기시켜야합니다. 이 잠재적 인 블랙홀의 관점에서 볼 때, 그 형성은 오래된 뉴스입니다. 그러나 우리에게는 천문학 역사상 가장 혁신적인 관찰 중 하나가 될 수 있습니다.
공간과 시간과 마찬가지로 중요성은 관찰자와 관련이 있습니다!
