이 감마

다양한 유형의 감마선 폭발을 구별하는 것이 훨씬 더 복잡해졌습니다.

일반적으로 거대한 별의 폭발과 관련된 감마선 폭발(GRB)은 실제로 중성자별과 블랙홀의 합병으로 인해 발생했을 수 있습니다. GRB 211211A로 명명된 이 폭발의 존재는 별 폭발로 인한 많은 GRB가 실제로 그러한 합병으로 인해 발생할 수 있음을 시사합니다.

GRB는 두 개의 캠프로 나뉩니다. 2초 미만 동안 지속되는 짧은 GRB가 있으며 이는 두 개의 중성자별 또는 중성자별과 항성질량 블랙홀 등 두 개의 밀집된 물체가 합쳐진 결과입니다. 그런 다음 2초에서 몇 시간까지 지속될 수 있는 감마선 스트림을 보내는 긴 GRB가 있습니다. 이러한 긴 별은 일반적으로 특정 유형의 거대한 별의 폭발로 인해 발생합니다.

두 경우 모두 블랙홀이 형성되고, 블랙홀 주위에 형성된 소용돌이치는 가스 강착 원반에서 물질을 파생하는 자기 구동 제트에 의해 감마선이 생성됩니다.

관련 항목: 천문학자들은 이제까지 본 것 중 가장 강력한 빛의 섬광을 발견했습니다.

2021년 12월 11일 NASA의 스위프트 우주망원경과 페르미 우주망원경이 모두 탐지한 GRB 211211A는 약 11억 3천만 광년 떨어진 은하에서 발생했으며 51초 동안 지속됐다. 즉 긴 GRB였다. 그러나 밝은 초신성은 보이지 않았지만 사건으로 인해 더 희미한 잔광이 있었습니다. 천문학자들이 이 잔광을 연구했을 때, 그들은 그 스펙트럼이 킬로노바, 즉 두 개의 밀집된 물체가 합쳐진 것처럼 보인다는 것을 발견했습니다.

킬로노바는 금, 백금 등 많은 중원소 생산에 적합한 조건을 조성하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 천문학자들이 깨달은 것보다 더 많은 킬로노바가 있을 수 있다는 사실은 보석에서 발견되는 금속을 포함하여 이러한 귀금속의 생산 속도에 대한 우리의 이해에 영향을 미칩니다.

천문학자들은 GRB 211211A의 지킬박사와 하이드의 행동을 설명하기 위해 분투했습니다. The Asphysical Journal Letters에서 중국 과학자들이 제시한 이전 설명 중 하나는 강한 자기장이 블랙홀에 떨어지는 중성자 별의 잔해를 늦추고 GRB의 지속 시간을 연장할 수 있다는 것이었습니다.

그러나 이제 노스웨스턴 대학의 천문학자들은 중성자별과 블랙홀의 합병을 설명하는 전례 없는 두 가지 컴퓨터 시뮬레이션의 도움을 받아 새로운 솔루션으로 퍼즐을 풀었다고 믿고 있습니다.

노스웨스턴 대학의 다나트 이사(Danat Issa) 교수는 성명에서 “처음으로 우리는 중성자별 합병 과정의 전체 순서를 포괄적으로 모델링하는 데 성공했다”고 말했다.

실제로 시뮬레이션은 계산 비용이 너무 많이 들어서 두 개로 나누어야 했습니다. 전반부는 중성자별과 블랙홀이 합쳐지는 지점까지를 기술하고, 후반부는 GRB 제트의 진화를 따른다.

Issa는 "이러한 사건을 시뮬레이션하는 것은 관련된 방대한 공간적, 시간적 규모 분리와 이러한 규모에 걸쳐 작동하는 다양한 물리학으로 인해 어려움을 겪었습니다."라고 말했습니다.

시뮬레이션 결과는 놀라웠습니다.

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블랙홀에서 나오는 중력 조수에 의해 중성자별이 찢어질 때, 잔해는 먼저 블랙홀 주위에 소용돌이치는 강착 원반을 형성한다고 제안되었습니다. 이 디스크 내의 자기장이 충분히 강하면 결과적으로 짧은 시간 동안 제트가 생성됩니다. 그러나 디스크의 자기장이 약하면 GRB 제트는 더 오래 지속될 수 있으며 GRB 211211A에서 볼 수 있는 종류의 광도를 가질 수 있습니다.

Issa와 함께 연구를 주도한 Northwestern University의 Ore Gottlieb는 "자기가 강할수록 수명이 짧아집니다"라고 말했습니다. "약한 자기장은 새로 형성된 블랙홀이 더 오랜 시간 동안 유지할 수 있는 더 약한 제트를 생성합니다. 우리가 발견한 것은 GRB 211211A의 관측과 일치하는 일이었습니다."