별이 수명주기의 끝에 도달하면, 많은 사람들이 초신성 (supernova)으로 알려진 폭발 과정에서 외층을 날려 버릴 것입니다. 천문학 자들은이 현상에 대해 많은 것을 배웠지 만, 여러 파장에서 그것들을 연구 할 수있는 정교한 도구 덕분에 초신성과 잔해에 대해서는 아직까지도 많이 알지 못합니다.
예를 들어, 초신성의 충격파를 발생시키는 메커니즘에 대해서는 아직 해결되지 않은 질문이 있습니다. 그러나 국제 연구팀은 최근 근처 초신성 (SN1987A)의 Chandra X-Ray Observatory에서 얻은 데이터와 새로운 시뮬레이션을 사용하여 결과 충격파의 원자 온도를 측정했습니다.
"SN 1987A에서 중이온의 충돌없는 충격 가열"이라는 제목의 연구는 최근 과학 저널에 게재되었습니다. 자연. 이 팀은 이탈리아 팔레르모 대학교의 마르코 미 셀리 (Marco Miceli)와 살바토레 올랜도 (Salvatore Orlando)가 이끌었고 국립 천체 물리학 연구소 (INAF), 기계 및 수학 응용 문제 연구소, 펜실베이니아 주 및 노스 웨스턴 대학교의 멤버들로 구성되었습니다. .
연구를 위해이 팀은 SN 1987A의 찬드라 관측과 시뮬레이션을 결합하여 초신성 충격파의 원자 온도를 측정했습니다. 그 결과, 연구팀은 원자의 온도가 원자의 무게와 관련이 있음을 확인했으며, 그 결과 충격파와 원자력에 대한 메커니즘에 대한 오랜 의문에 답했다.
Penn State의 천문학과 천체 물리학 교수이자 공동 연구 저자 인 David Burrows는 다음과 같이 Penn State 보도 자료에서 다음과 같이 말했습니다.
“초신성 폭발과 그 잔해는 우주 실험실을 제공하여 지구상에서 복제 할 수없는 극한 조건에서 물리학을 탐구 할 수있게합니다. 지상 및 우주 기반의 현대 천체 망원경과 계측으로 우리는 우리 은하와 근처 은하에서 초신성 잔해에 대한 자세한 연구를 수행 할 수있었습니다. 우리는 1999 년 Chandra가 출시 된 직후부터 세계 최고의 X- 선 망원경 인 NASA의 Chandra X-ray Observatory를 사용하여 초신성 잔해 SN1987A를 정기적으로 관찰했으며 충격파에 대한 오랜 질문에 답하기 위해 시뮬레이션을 사용했습니다.”
더 큰 별들이 중력 붕괴를 겪으면, 그 결과로 발생하는 폭발은 빛의 속도의 10 분의 1의 속도로 재료를 바깥쪽으로 추진하여 충격파를 주변 성간 가스로 밀어냅니다. 충격파가 별 주위의 느리게 움직이는 가스와 만나는 곳은 "충격 선"입니다. 이 전이 구역은 냉각 가스를 수백만도까지 가열하고 관찰 할 수있는 X- 선의 방출로 이어집니다.
한동안 천문학 자들은 죽어가는 별의 폭발력과 주변 가스 사이의 전환을 나타 내기 때문에 초신성 충격파의이 영역에 관심을 가져 왔습니다. Burrows가 비유 한 것처럼 :
“전환은 고속의 물이 싱크대를 때리면 부엌 싱크대에서 관찰되는 것과 유사합니다. 급격히 높이가 높아지고 난류가 될 때까지 부드럽게 바깥으로 흐릅니다. 충격 전선은 지구 대기에서 광범위하게 연구되어 왔으며, 극도로 좁은 지역에서 발생합니다. 그러나 우주에서 충격 전이는 점진적이며 모든 요소의 원자에 동일한 방식으로 영향을 미치지 않을 수 있습니다.”
천문학 자들은 초신성 충격 전선 뒤의 다른 요소의 온도를 조사함으로써 충격 과정의 물리학에 대한 이해를 향상시키기를 희망합니다. 원소의 온도는 원자량에 비례 할 것으로 예상되었지만 정확한 측정을 얻기는 어려웠습니다. 이전의 연구 결과는 상충되는 결과를 가져 왔을뿐만 아니라 분석에 무거운 요소를 포함시키지 못했습니다.
이 문제를 해결하기 위해 팀은 Large Magellanic Cloud에 위치한 Supernova SN1987A를 살펴 보았으며 1987 년에 처음으로 명백해졌습니다. Kepler의 Supernova (1604) 이후 육안으로 볼 수있는 최초의 초신성 일뿐 아니라 현대 망원경으로 모든 파장의 빛 (무선파에서 X 선 및 감마 파까지)에서 먼저 연구됩니다.
SN 1987A의 이전 모델은 일반적으로 단일 관측에 의존 한 반면, 연구팀은 초신성의 진화를 보여주기 위해 3 차원 수치 시뮬레이션을 사용했습니다. 그런 다음 Chandra에서 제공 한 X- 선 관측치와 비교하여 원자 온도를 정확하게 측정하여 기대치를 확인했습니다.
Burrows는“실리콘과 철만큼 무거운 원소의 온도를 정확하게 측정 할 수 있으며, 각 원소의 온도가 해당 원소의 원자량에 비례한다는 사실을 실제로 따르는 것으로 나타났습니다. "이 결과는 천체 물리학 충격파에 대한 이해에서 중요한 문제를 해결하고 충격 과정에 대한 이해를 향상시킵니다."
이 최신 연구는 천문학 자에게 중요한 단계이며, 초신성의 역학에 대한 이해에 더 가까이 다가갑니다. 그들의 비밀을 밝히면 우주의 진화에 근본적인 과정, 즉 별의 죽음이 주변 우주에 미치는 영향에 대해 더 많이 배우게됩니다.
