지금까지 관측된 것 중 가장 밝은 감마선 폭발로 우주 폭발의 새로운 미스터 리 밝혀져

2022년 10월 9일, 강렬한 감마선 복사 펄스가 우리 태양계를 휩쓸고 수많은 궤도 위성의 감마선 탐지기를 압도하고 세계에서 가장 강력한 망원경을 사용하여 사건을 연구하기 위해 천문학자를 추격했습니다.

발견 날짜에 따라 GRB 221009A라고 명명된 새로운 소스는 지금까지 기록된 것 중 가장 밝은 감마선 폭발(GRB)인 것으로 밝혀졌습니다.

오늘 발표된 새로운 연구에서 천체 물리학 저널 편지, Center for Astrophysics의 중요한 밀리미터파 관측을 포함하여 전파에서 감마선에 이르는 GRB 221009A 관측 | 하와이에 있는 Harvard & Smithsonian의 SMA(Submillimeter Array)는 이러한 극단적인 우주 폭발의 기원을 이해하기 위한 수십 년 간의 탐구에 새로운 빛을 비춰줍니다.

GRB 221009A의 감마선 방출은 300초 이상 지속되었습니다. 천문학자들은 이러한 “장기 지속” GRB가 거대하고 빠르게 회전하는 별의 중심이 자체 무게로 붕괴하면서 형성된 블랙홀의 탄생 비명이라고 생각합니다. 새로 태어난 블랙홀은 빛의 속도에 가까운 강력한 플라즈마 제트를 발사하여 붕괴하는 별을 뚫고 감마선으로 빛납니다.

GRB 221009A가 지금까지 기록된 것 중 가장 밝은 폭발이기 때문에 최초의 감마선 폭발 이후에 무엇이 올 것인지에 대한 진정한 수수께끼가 놓여 있습니다. “제트가 죽어가는 별을 둘러싼 가스에 충돌하면서 전체 스펙트럼에 걸쳐 밝은 ‘잔광’을 생성합니다. “잔광은 매우 빠르게 사라집니다. 즉, 빛이 사라지기 전에 빛을 빠르고 민첩하게 캡처하여 그 비밀을 함께 가져가야 합니다.”

세계 최고의 전파 망원경과 밀리미터 망원경을 사용하여 GRB 221009A의 잔광을 연구하기 위한 캠페인의 일환으로 천문학자 Edo Berger와 CfA(Center for Astrophysics)의 Yvette Cendes는 SMA를 통해 신속하게 데이터를 수집했습니다.

“매우 밝은 이 폭발은 잔광의 세부적인 행동과 진화를 전례 없는 디테일로 탐구할 수 있는 독특한 기회를 제공했습니다. 우리는 그것을 놓치고 싶지 않았습니다!” Harvard University의 천문학 교수이자 CfA인 Edo Berger는 말합니다. “나는 20년 이상 이 현상을 연구해 왔으며 이것은 내가 관찰한 첫 번째 GRB만큼 흥미로웠습니다.”

SMA 프로젝트 과학자이자 CfA 연구원인 Garrett Keating은 “신속한 응답 기능 덕분에 SMA를 GRB 221009A의 위치로 빠르게 전환할 수 있었습니다.”라고 말합니다. “팀은 이 GRB의 잔광이 얼마나 밝은지 보고 흥분했으며, 희미해지면서 10일 이상 계속 모니터링할 수 있었습니다.”

SMA와 전 세계 다른 망원경의 데이터를 분석하고 결합한 후, 천문학자들은 당황했습니다. 밀리미터와 전파 측정이 가시광선과 X선 빛을 기반으로 예상했던 것보다 훨씬 밝았습니다.

“이것은 우리가 수집한 가장 상세한 데이터 세트 중 하나이며 밀리미터 및 무선 데이터가 예상대로 작동하지 않는다는 것이 분명합니다.”라고 CfA 연구원 Yvette Cendes는 말합니다. “과거의 몇몇 GRB는 제트 자체의 충격파의 신호로 생각되는 밀리미터 초과 및 무선 방출을 보여주었지만, GRB 221009A에서는 초과 방출이 과거 사례와 상당히 다르게 작동합니다.”

그녀는 “과도한 밀리미터와 전파를 생성하는 완전히 새로운 메커니즘을 발견한 것 같다”고 덧붙였다.

한 가지 가능성은 GRB 221009A에 의해 생성된 강력한 제트가 대부분의 GRB보다 더 복잡하다는 것이라고 Cendes는 말합니다. “가시광선과 X선은 제트의 한 부분에서 생성되는 반면 초기 밀리미터와 전파는 다른 구성 요소에서 생성될 수 있습니다.”

“다행히도 이 잔광은 너무 밝아서 우리는 앞으로 몇 달, 어쩌면 몇 년 동안 그 전파 방출을 계속 연구할 것입니다.”라고 Berger는 덧붙입니다. “이 훨씬 더 긴 시간 범위로 우리는 초기 과잉 방출의 신비한 기원을 해독하기를 희망합니다.”

이 특정 GRB의 정확한 세부 사항과는 별개로 밀리미터파 망원경으로 GRB 및 유사한 이벤트에 신속하게 대응할 수 있는 능력은 천문학자들에게 필수적인 새로운 기능입니다.

“이 GRB의 핵심 교훈은 SMA와 같은 빠르게 작동하는 전파 및 밀리미터 망원경이 없으면 우주에서 가장 극단적인 폭발에 대한 잠재적인 발견을 놓칠 수 있다는 것입니다.”라고 Berger는 말합니다. “우리는 그러한 사건이 언제 발생할지 미리 알 수 없기 때문에 우주의 이러한 선물을 이용하려면 가능한 한 대응해야 합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230328145539.htm