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Jan 28, 2024

지금까지 감지된 가장 밝은 우주 폭발에는 다른 독특한 특징도 있었습니다

별이 블랙홀로 붕괴할 때 입자 제트가 별을 관통합니다.

이 예술가의 컨셉에 묘사된 것처럼, 전형적인 감마선 폭발 중에 별이 블랙홀로 붕괴될 때 입자 제트가 별을 관통합니다. 감마선 폭발 221009A에 의해 생성된 제트에는 몇 가지 독특한 특징이 있었습니다.

NASA의 NuSTAR X선 망원경을 통한 관측은 천문학자들에게 이제까지 감지된 가장 밝고 가장 강력한 감마선 폭발에 대한 새로운 단서를 제공합니다.

과학자들은 2022년 10월 9일 GRB 221009A로 알려진 감마선 폭발을 감지했을 때 이를 역대 가장 밝은 폭발, 즉 BOAT라고 불렀습니다. 대부분의 감마선 폭발은 태양보다 더 무거운 별의 핵이 붕괴하여 블랙홀이 될 때 발생합니다. 이러한 사건은 우리 태양이 평생 동안 방출할 만큼의 에너지를 몇 분 안에 정기적으로 방출합니다. 후속 연구에 따르면 GRB 221009A는 이전 기록 보유자보다 70배 더 밝고 훨씬 더 에너지가 넘치는 것으로 나타났습니다. 과학자들은 아직 그 이유를 이해하지 못하지만 NASA의 NuSTAR(핵 분광 망원경 배열) 관측소에서 감질나는 단서를 얻었습니다.

Science Advances 저널에 6월 7일 발표된 연구에서 과학자들은 이 사건에 대한 NuSTAR 관측을 사용하여 어떻게 붕괴하는 별이 이전에 감마선 폭발 제트에서 관찰되지 않았던 모양의 물질 제트와 기타 독특한 물질 제트를 방출했는지 보여주었습니다. 형질. 이러한 구별의 근원은 폭발의 특성에 영향을 미칠 수 있는 물리적 특성을 지닌 조상별일 가능성이 있습니다. 완전히 다른 메커니즘이 가장 밝은 제트기를 우주로 발사하는 것도 가능합니다.

우주에서 가장 강력한 폭발인 감마선 폭발은 수십억 광년 떨어진 곳에서도 발견할 수 있습니다. GRB 221009A는 너무 밝아서 2022년 10월 9일 탐지되었을 때 우주에 있는 대부분의 감마선 장비를 효과적으로 눈멀게 했습니다.

이번 연구의 주저자이자 워싱턴 조지워싱턴대학교 천문학자인 브렌든 오코너는 “이번 사건은 우리가 이전에 본 어떤 감마선 폭발보다 훨씬 더 밝고 활력이 넘쳤다”고 말했다. "그런 다음 NuSTAR 데이터를 분석했을 때 우리는 이 별에도 독특한 제트 구조가 있다는 것을 깨달았습니다. 그리고 그것은 정말 흥미로웠습니다. 왜냐하면 이 사건을 일으킨 별을 연구할 방법이 없기 때문입니다. 그 별은 이제 사라졌습니다. 하지만 이제 우리는 몇 가지 정보를 얻었습니다. 데이터는 그것이 어떻게 폭발했는지에 대한 단서를 제공합니다."

허블 우주 망원경은 GRB 221009A로 알려진 감마선 폭발과 그 모은하의 적외선 잔광(원 모양)을 포착했습니다. 이 합성물은 폭발 후 약 1, 2개월 후인 2022년 11월 8일과 12월 4일에 촬영된 이미지를 통합합니다. 잔광은 몇 년 동안 감지 가능한 상태로 남아 있을 수 있습니다.

감마선은 우주에서 가장 강력한 형태의 빛이지만 인간의 눈에는 보이지 않습니다. 알려진 모든 감마선 폭발은 우리 은하계 외부의 은하에서 시작되었지만 수십억 광년 떨어진 곳에서도 발견될 만큼 충분히 밝습니다. 일부는 깜박거리고 2초 미만 동안 지속되는 반면, 소위 긴 감마선 폭발은 일반적으로 1분 이상 동안 감마선을 방출합니다. 이러한 물체는 몇 주 동안 다른 파장을 방출할 수 있습니다.

긴 감마선 폭발인 GRB 221009A는 너무 밝아서 우주에 있는 대부분의 감마선 장비를 효과적으로 눈멀게 했습니다. 미국 과학자들은 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경의 데이터를 사용하여 이 사건을 재구성하여 실제 밝기를 결정할 수 있었습니다. (BOAT는 NASA의 허블 및 제임스 웹 우주 망원경, 해당 기관의 Wind 및 Voyager 1 우주선, ESA(유럽 우주국, Solar Orbiter)에서도 감지되었습니다.)

다른 감마선 폭발과 유사하게 GRB 221009A에는 마치 소방 호스에서 우주로 발사된 것처럼 붕괴하는 별에서 분출하는 제트가 있었고, 제트 핵의 뜨거운 가스와 입자에서 감마선이 방출되었습니다. 그러나 GRB 221009A의 제트기는 몇 가지 면에서 두드러졌습니다. 이전에 관찰된 거의 모든 감마선 폭발에서 제트는 매우 조밀하게 유지되었으며 좁은 광선 외부에는 미광이나 물질이 거의 또는 전혀 없었습니다. (실제로 감마선 폭발은 너무 작아서 제트가 지구를 거의 직접 향할 때만 감마선을 관찰할 수 있습니다.)