이미지 크레디트 : ESO
2003 년 3 월 29 일 NASA의 고 에너지 과도 탐색기 (High Energy Transient Explorer)는 전 세계 망원경이 물체에 초점을 맞춘 직후 감마선 폭발을 감지했습니다. 현재 GRB 030329로 불리며 26 억 광년 떨어져있는 것으로 측정되었습니다. 천문학 자들은 폭발의 잔광을 측정함으로써 우리 태양보다 최소 25 배나 큰 별의 폭발 인 초신성의 스펙트럼과 일치한다는 것을 깨달았습니다. 스펙트럼을 일치시킴으로써 천문학 자들은 감마선 폭발과 매우 큰 별들의 폭발 사이에 연관성이 있다는 강력한 증거를 가지고 있습니다.
2003 년 3 월 29 일 NASA의 HETE-II (High Energy Transient Explorer)가 별자리 레오 내 하늘 지역에서 매우 밝은 감마선 폭발이 관찰되었습니다.
90 분 안에 새롭고 매우 밝은 광원 ( "광 잔광")이 사이딩 스프링 천문대 (오스트레일리아)와 일본에서도 40 인치 망원경으로 같은 방향으로 감지되었습니다. 감마선 버스트는 날짜에 따라 GRB 030329로 지정되었습니다.
그리고 24 시간 안에이 새로운 물체의 매우 상세한 첫 번째 스펙트럼은 ESO Paranal Observatory (칠레)의 8.2m VLT KUEYEN 망원경의 UVES 고 분산 분광기에 의해 얻어졌습니다. 거리를 약 2 억 6 천 5 백만 광년 (레드 시프트 0.1685)으로 결정할 수있었습니다.
다음 달 VLT에서 FORS1 및 FORS2 다중 모드 계측기를 계속 관찰하면 국제 천문학 자 팀 [1]이이 감마선 폭발의 광학 잔광 스펙트럼의 변화를 전례없이 자세히 기록 할 수있었습니다. 자세한 보고서는 "Nature"연구 저널 6 월 19 일호에 게재됩니다.
스펙트럼은 알려진 가장 활력있는 클래스의 초신성 스펙트럼 인“초신성”의 점진적이고 명확한 출현을 보여줍니다. 이것은 아마도 태양보다 25 배나 더 무거운 매우 무거운 별이 폭발했기 때문입니다. 측정 된 팽창 속도 (30,000km / 초 초과)와 방출 된 총 에너지는 엄선 된 초신성 등급 내에서도 매우 높았습니다.
더 가까운 초신성과 비교하여 천문학 자들은 별 폭발의 순간을 정확하게 고정시킬 수 있습니다. 그것은 감마선 버스트의 2 일의 플러스 / 마이너스 간격 내에있는 것으로 밝혀졌다. 이 독특한 결론은 두 사건이 직접 연결되어 있다는 강력한 증거를 제공합니다.
따라서 이러한 관측은 초신성 폭발과 강한 감마선 복사 방출과 관련된 일반적인 물리적 과정을 나타냅니다. 이 팀은 고도로 발달 된 별 ( "콜라 사"모델)의 내부 영역이 거의 즉각적으로 비대칭 적으로 붕괴 될 가능성이 있다고 결론 지었다.
3 월 29 일 감마선 폭발은 드문“유형 정의 사건”으로서 천체 물리학의 연대기에 들어가 우주 론적 감마선 폭발과 매우 거대한 별들의 폭발 사이의 직접적인 연결에 대한 결정적인 증거를 제공 할 것이다.
감마선 폭발이란 무엇입니까?
현재 가장 활발한 천체 물리학 분야 중 하나는 "감마선 버스트 (gamma-ray bursts, GRB)"로 알려진 극적인 사건에 대한 연구입니다. 그들은 1960 년대 후반에 선상 궤도를 도는 군용 위성에 민감한 장비에 의해 처음 발견되었고 핵 실험의 감시 및 탐지를 위해 발사되었다. 지구상에서가 아니라 우주에서 멀리 떨어진 곳에서 시작되는이 활기찬 감마선의 짧은 섬광은 1 초 미만에서 몇 분 정도 지속됩니다.
주요한 관찰 노력에도 불구하고, 지난 6 년 이내에 이러한 사건의 일부를 정확하게 찾아내는 것이 가능 해졌다. 1997 년 초부터 다양한 X 선 위성 관측소에서 관련 X 선 방출의 비교적 정확한 위치 관측을 통해 귀중한 도움을 받아 천문학 자들은 GRB와 관련된 광학 광원 ( "광 잔광")과 관련하여 현재까지 약 50 개의 단명 광원을 식별했습니다. ).
대부분의 GRB는 매우 넓은 (“우주적”) 거리에 위치하고 있습니다. 이것은 그러한 사건 동안 몇 초 안에 방출 된 에너지가 10 억 년이 넘는 전체 수명 동안 태양의 에너지보다 더 크다는 것을 의미합니다. GRB는 실제로 우주에서 알려진 빅뱅 이후 가장 강력한 사건이다. ESO PR 08/99 및 ESO PR 20/00.
지난 몇 년 동안 GRB가 거대한 별들의 붕괴를 알리는 정황 증거가 등장했다. 이것은 원래 하나의 특이한 감마선 폭발과 초신성과의 연관성이있을 수있다 (“SN 1998bw”, ESO 망원경으로도 발견됨, ESO PR 15/98 참조). GRB와 먼 은하의 거대한 별 형성 영역과의 연관성, 일부 초기 버스트의 광학 잔광에서 초신성 같은 광 곡선 "범프"의 증거를 입증하고 새로 합성 된 요소의 스펙트럼 서명을 포함하여 더 많은 단서가 드러났습니다. X- 선 관측소에 의해 관찰 됨.
GRB 030329의 VLT 관찰
2003 년 3 월 29 일 (정확하게 11 : 37 : 14.67 시간 UT) NASA의 고 에너지 과도 탐색기 (HETE-II)는 매우 밝은 감마선 폭발을 감지했습니다. 사이딩 스프링 천문대 (호주)에서 40 인치 망원경으로 "광학 잔광"을 식별 한 후, 버스트 [3]의 적색 편이는 UVES 분광기에서 얻은 UV- 분광 스펙트럼으로 0.1685로 측정되었습니다. ESO Paranal Observatory (칠레)의 8.2m VLT KUEYEN 망원경.
해당 거리는 약 2,650 백만 광년입니다. 이것은 가장 가까운 정규 GRB이므로, 1960 년대 후반에 최초의 GRB가 발견 된 이후 제안 된 많은 가설과 모델을 테스트 할 수있는 대망의 기회를 제공합니다.
이러한 특정 목표를 바탕으로 ESO를 주도하는 천문학 자 팀 [1]은 이제 ESO VLT (대형 망원경)의 다중 모드 FORS1 및 FORS2 카메라 / 분광기에서 다른 두 가지 강력한 계측기로 전환했습니다. 2003 년 5 월 1 일까지 한 달 동안 페이딩 오브젝트의 스펙트럼을 일정한 속도로 획득하여 원격 오브젝트의 물리적 변화를 탁월한 세부 사항으로 기록하는 고유 한 관측 데이터 세트를 확보했습니다.
초신성 연결
이러한 스펙트럼에 대한 신중한 연구를 바탕으로 천문학 자들은 6 월 19 일 목요일 국제 저널“Nature”에 게재 된 연구 논문에서 GRB 030329 사건에 대한 해석을 발표하고 있습니다. 덴마크 천문학 자 Jens Hjorth가 이끄는 17 개 연구소의 저자 27 명 이상이 2003 년 3 월 29 일의 감마선 폭발로 인해 GRB와 '하이퍼 노바 (hypernova)'폭발 사이에 직접적인 연관이 있다는 반박 할 수없는 증거가 있다고 결론 지었다. 거대하고 고도로 진화 된 별.
이것은 초신성 형 스펙트럼의 시간에 따른 점진적인 "비상"에 기초하여, 별의 매우 격렬한 폭발을 나타냅니다. 30,000km / sec를 초과하는 속도 (즉, 빛의 속도의 10 % 이상)로 방출 된 재료는 기록 속도로 움직이며 폭발의 엄청난 힘을 증명합니다.
초신성은 드문 사건이며 아마도 소위 "울프-레이에 (Wolf-Rayet)"유형의 별 폭발로 인한 것일 수있다 [4]. 이 WR- 별은 원래 25 태양 질량 이상의 질량으로 형성되었으며 대부분 수소로 구성되었습니다. 이제 그들의 WR 단계에서 바깥층을 벗겨 낸 후, 그들은 짧은 수명의 이전 단계에서 강한 핵 연소로 생성 된 거의 순수한 헬륨, 산소 및 무거운 원소로 구성됩니다.
Jens Hjorth는 다음과 같이 말합니다.“우리는 오랫동안이 문제를 기다리고있었습니다.이 GRB는 실제로 누락 된 정보를 제공했습니다. 이 매우 상세한 스펙트럼에서, 우리는 이제이 버스트와 아마도 다른 긴 감마선 버스트가 거대한 별들의 핵심 붕괴를 통해 생성되었음을 확인할 수 있습니다. 다른 주요 이론들 대부분은 이제 가능성이 낮습니다.”
"유형 정의 이벤트"
그의 동료 인 ESO- 천문학 자 팔 렐러 (Palle M? ller)는 다음과 같이 만족합니다. 우리는 전혀 기대하지 않았습니다. 우리가 점점 더 많은 데이터를 얻음에 따라, 우리는 스펙트럼 진화가 1998 년에 나타난 초신성의 그것과 거의 완전히 동일하다는 것을 깨달았습니다. 그 둘의 유사성으로 인해 현재 초신성 사건의 매우 정확한 타이밍을 설정할 수있었습니다.
천문학 자들은 VLT 스펙트럼에 기록 된 초신성 폭발 (SN 2003dh [2]로 지정)과 HETE-II가 관찰 한 GRB- 이벤트가 거의 동시에 발생했음을 확인했다. 더 세밀하게 조정하면, 최대 2 일의 차이가 있으므로, 그 둘이 인과 적으로 연결되어 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다.
NASA의 Chryssa Kouveliotou는“Supernova 1998bw는 우리의 식욕을 자극했지만 자신감을 가질 수 있기까지 5 년이 더 걸렸다”고 덧붙였다. "GRB 030329는 GRB에 대한 일종의"누락 된 링크 "로 판명 될 수 있습니다."
결론적으로 GRB 030329는 고 에너지 천체 물리에서 유역으로 기록 될 희귀 한“유형 정의”사건이었다.
3 월 29 일 (또는 2 억 6 천만 년 전)에 실제로 무슨 일이 있었습니까?
다음은 천문학 자들이 읽은 GRB 030329에 대한 완전한 이야기입니다.
이 폭발 이전의 수천 년 동안, 수소 연료가 부족한 매우 큰 별은 바깥 쪽 외피의 대부분을 풀고 푸른 늑대의 별 모양으로 변신했다 [3]. 별의 유골에는 약 10 태양 상당의 헬륨, 산소 및 더 무거운 원소가 포함되어 있습니다.
폭발하기 몇 년 전, Wolf-Rayet 스타는 남은 연료를 빠르게 고갈 시켰습니다. 어느 순간, 이것은 갑자기 초신성 / 감마선 버스트 사건을 일으켰다. 별의 바깥 부분을 모른 채 핵심이 무너졌습니다. 내부에 블랙홀이 형성되어 있으며, 부착물 디스크로 둘러싸여 있습니다. 몇 초 안에 블랙홀에서 제트기가 발사되었습니다.
제트기는 별의 외피를 통과했으며, 디스크 내부에서 디스크를 날려 오는 새로 형성된 방사성 니켈 -56의 격렬한 바람과 함께 별을 산산조각 내었다. 이 산산이 부서지는 초신성은 니켈의 존재로 인해 밝게 빛납니다. 한편, 제트기는 별 근처에서 물질을 쟁기질하고 감마선 폭발을 일으켜 약 2 억 6 천 5 백만 년 후에 지구의 천문학 자들이 기록했다. 감마선 생성을위한 세부적인 메커니즘은 여전히 논란의 여지가 있지만 제트와 별에서 이전에 방출 된 물질 사이의 상호 작용 또는 제트 자체 내부의 충돌과 관련이 있습니다.
이 시나리오는 1993 년 미국 천문학 자 Stan Woosley (캘리포니아 대학교, 산타 크루즈)와 현재 팀원이 소개 한 "collapsar"모델을 나타내며 GRB 030329의 관찰 결과를 가장 잘 설명합니다.
Woosley는“이것이 감마선 버스트 미스터리가 이제 해결되었다는 의미는 아닙니다. “우리는 이제 긴 버스트가 코어 붕괴와 초신성에 관련되어 블랙홀을 만들 것으로 확신합니다. 우리는 대부분의 회의론자들을 확신시켰다. 그러나 2 초 미만의 짧은 감마선 파열의 원인에 대해서는 아직 결론에 도달 할 수 없습니다.”
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
