1967 년 NASA 과학자들은 우주에서 오기 전에 본 적이없는 것을 발견했습니다. “Vela Incident”로 알려진 여러 위성들이 감마선 버스트 (Gamma-Ray Burst, GRB)를 등록하여 밝게 빛났다. 놀라운 힘과 수명이 짧기 때문에 천문학 자들은 이러한 파열이 어떻게 그리고 왜 발생 하는지를 열망하고 있습니다.
수십 년 동안 관측 된 결과,이 거대한 폭발은 거대한 별이 초신성 일 때 발생하지만, 천문학 자들은 왜 어떤 일이 일어 났는지, 다른 일이 아니라는 이유를 여전히 확신하지 못했습니다. 워릭 대학 (University of Warwick) 팀의 새로운 연구 덕분에 GRB 생산의 핵심은 바이너리 스타 시스템에 달려있는 것으로 보입니다. 즉, 스타는 우주에서 가장 밝은 폭발을 일으키기 위해 동반자가 필요합니다.
발견을 담당 한 연구팀은 Ashley Chrimes – Ph.D. 워릭 대학교 물리학과 학생. 연구를 위해이 팀은 장기 GRB에 대한 중앙의 수수께끼를 다루었는데, 이는 관측 된 폭발의 종류를 생성 할 수있을 정도로 별을 빠르게 회전시키는 방법입니다.
간결하게 표현하기 위해 GRB는 태양의 약 10 배에 달하는 거대한 별이 초신성 상태가되어 중성자 별 또는 블랙홀로 붕괴 될 때 발생합니다. 이 과정에서 별의 외층이 날아가고 방출 된 물질이 새로 형성된 잔해 주위의 디스크로 평평 해져 각운동량을 보존합니다. 이 재료가 안쪽으로 떨어지면이 운동량은 기둥에서 나오는 제트 형태로 발사됩니다.
이것들은 재료의 속도가 빛의 속도를 닫기 위해 가속되는 방식 때문에“상대적 제트기”로 알려져 있습니다. GRB는 우주에서 가장 밝은 사건이지만, 극축 중 하나가 우리를 직접 향하고있을 때만 지구에서 관찰 할 수 있습니다. 즉 천문학자는 10-20 % 정도만 볼 수 있습니다. 천문학적 현상으로 아주 짧아서 몇 초에서 몇 분까지 지속됩니다.
또한 빛의 속도에 가까운 극축을 따라 재료를 발사하려면 별이 매우 빠르게 회전해야합니다. 별은 대개 매우 빠르게 획득하는 스핀을 잃기 때문에 천문학 자에게는 수수께끼를 나타냅니다. 이 해결되지 않은 질문을 해결하기 위해이 팀은 별의 진화 모델을 사용하여 별이 무너질 때 별의 행동을 조사했습니다.
이 모델들은 뉴질랜드 오클랜드 대학교의 Jan J. Eldridge 박사가 Warwick 대학교의 연구원들의 도움을 받아 만들었습니다. 이진 집단 합성이라는 기술과 결합하여 과학자들은 수천 개의 별 시스템 집단을 시뮬레이션하여 GRB를 생성하는 드문 폭발이 일어날 수있는 메커니즘을 확인했습니다.
이로부터 연구자들은 일부 붕괴되는 별들로부터 상대 론적 제트기가 형성되게하는 요인들을 제한 할 수 있었다. 그들이 발견 한 것은 지구와 달 사이에서 일어나는 것과 유사한 조석 효과가 유일한 설명이라는 것입니다. 다시 말하면, 장기 GRB는 별이 스핀에 함께 고정되어 이진 별 시스템에서 발생하여 회전 속도를 높이는 강력한 조석 효과를 만듭니다.
Chrimes가 최근 Warwick 보도 자료에서 설명했듯이 :
“우리는 우주에서 가장 큰 폭발 인 감마선 폭발을 일으키는 별이나 시스템의 종류를 예측하고 있습니다. 지금까지 그 결과를 내기 위해 어떤 종류의 별이나 이진 시스템이 필요한지 확실하지 않았습니다.
“문제는 별이 어떻게 회전을 시작하거나 시간이 지남에 따라 회전을 유지 하는가에 관한 것이었다. 파트너의 별 조수가 효과가 느려지는 것을 멈추고 경우에 따라 회전하는 것을 발견했습니다. 그들은 동료들로부터 회전 에너지를 훔치고 있는데, 그 결과 그들은 더 멀어지게됩니다.
“우리가 결정한 것은 대부분의 별들이 이진법이기 때문에 빠르게 회전하고 있다는 것입니다.”
워릭 대학교 물리학과 연구원이자 공동 저자 인 엘리자베스 스탠 웨이 (Elizabeth Stanway) 박사가 지적했듯이, 이진 진화는 천문학 자에게는 새로운 것이 아니다. 그러나 Chrimes와 그녀의 동료가 수행 한 계산의 종류는 복잡한 계산으로 인해 이전에 수행 된 적이 없습니다. 따라서이 연구는 이진 모델 내에서 작동하는 물리적 메커니즘을 최초로 고려한 것입니다.
"감마선 폭발을 일으키는 별의 금속성에 대한 큰 딜레마도 있었다"고 그녀는 말했다. “천문학 자로서, 우리는 별의 조성을 측정하고 감마선 폭발에 대한 지배적 인 경로는 항성 대기에서 철 원자 또는 다른 무거운 원소가 거의 필요하지 않습니다. 별에서 감마선 버스트를 생성하는 다양한 구성을 보는 이유에 대한 퍼즐이 있었으며이 모델은 설명을 제공합니다.”
이 최신 연구와 이진 진화에 대한 결과 모델 덕분에 천문학 자들은 GRB를 생성하는 별이 온도, 광도 및 동반자 별의 관점에서 어떤 모습을 보일지 예측할 수 있습니다. 차임 스와 그녀의 동료들은 미래를 바라 볼 때 천문학 자에게 미스터리로 남아있는 일시적인 현상을 탐구하고 모델링하기를 희망합니다.
여기에는 FRB (고속 라디오 버스트)와 그 원인 (특히 반복되는 다양성) 또는 별을 블랙홀로 변환하는 것과 같은 매우 드문 이벤트가 포함됩니다. 그들의 발견을 설명하는 연구는 왕립 천문 학회 월간 고지 영국 연구 및 혁신의 과학 기술 시설 협의회가 자금을 지원했습니다.
