천문학자들은 쌍성 벗겨진 별의 첫 번째 집단을 발견했습니다

토론토 대학의 천문학자들은 쌍성계의 동료들에 의해 수소 외피가 벗겨진 거대한 별들의 집단을 발견했습니다. 오늘 발표된 연구 결과 과학, 수소가 부족한 핵붕괴 초신성과 중성자별 합병의 기원으로 여겨지는 뜨거운 헬륨별을 밝혀냈습니다.

10년 넘게 과학자들은 거대한 별 3개 중 약 1개가 쌍성계에서 수소 껍질이 벗겨져 있다는 이론을 세워왔습니다. 그러나 지금까지 유력한 후보는 단 한 명뿐이었습니다.

“이것은 정말 크고 눈부신 구멍이었습니다.”라고 토론토 대학의 David A. Dunlap 천문학 및 천체 물리학과 조교수이자 Dunlap 천문학 및 천체 물리학 부교수인 공동 저자인 Maria Drout가 말했습니다.

“만약 이 별들이 희귀하다는 것이 밝혀졌다면, 초신성, 중력파, 먼 은하계의 빛에 대한 암시를 포함하여 이러한 모든 다양한 현상에 대한 우리의 전체 이론적 체계가 잘못된 것입니다.”라고 Drout은 말합니다. “이번 발견은 이 별들이 실제로 존재한다는 것을 보여줍니다.”

Drout는 “앞으로 우리는 이 별들을 이용해 훨씬 더 상세한 물리학을 수행할 수 있게 될 것입니다”라고 말했습니다. “예를 들어, 우리가 볼 수 있는 중성자별 합병의 수에 대한 예측은 항성풍에서 얼마나 많은 물질이 떨어져 나오는지와 같은 별의 특성에 따라 달라집니다. 이제 처음으로 우리는 측정할 수 있습니다. 반면에 사람들은 이전에 그것을 추정해 왔습니다.”

핵붕괴 초신성의 3분의 1이 전형적인 적색 초거성 폭발보다 훨씬 적은 양의 수소를 함유하고 있는 이유를 설명하기 위해 쌍성 벗겨진 별이 이전에 언급된 바 있습니다. Drout와 그녀의 동료들은 새로 발견된 별들이 결국 수소가 부족한 초신성으로 폭발할 것이라고 제안합니다. 이러한 별 시스템은 또한 LIGO 실험에 의해 지구에서 감지된 중력파를 방출하는 것과 같은 중성자 별 병합을 형성하는 데 필요한 것으로 생각됩니다.

실제로 연구자들은 현재 샘플에 포함된 몇몇 물체가 중성자별이나 블랙홀 동반성이 있는 벗겨진 별이라고 믿고 있습니다. 이러한 물체는 이중 중성자별 또는 중성자별과 블랙홀 시스템이 되어 궁극적으로 합쳐질 수 있는 직전 단계에 있습니다.

“많은 별들은 쌍성계에서 서로 공전하는 파트너와 함께 우주 춤의 일부입니다. 그들은 외로운 거인이 아니라 역동적인 듀오의 일부로서 평생 동안 서로 상호 작용하고 영향을 미칩니다.”라고 박사 과정 학생인 Bethany Ludwig는 말합니다. 토론토 대학교 천문학 및 천체 물리학과의 David A. Dunlap 교수이자 이 논문의 세 번째 저자입니다. “우리의 작업은 이러한 매혹적인 관계를 조명하여 우리가 이전에 상상했던 것보다 훨씬 더 상호 연결되고 활동적인 우주를 드러냅니다.”

“인간이 사회적 존재인 것처럼 별, 특히 거대한 별도 혼자인 경우는 거의 없습니다”라고 Ludwig는 말합니다.

별이 진화하고 팽창하여 적색거성이 되면, 별의 바깥 가장자리에 있는 수소가 동반성의 중력에 의해 벗겨져 매우 뜨거운 헬륨 핵이 노출됩니다. 이 과정은 수만년, 심지어 수십만년이 걸릴 수도 있습니다.

벗겨진 별은 방출되는 빛의 대부분이 가시광선 스펙트럼을 벗어나 우주의 먼지에 의해 가려지거나 동반별에 의해 빛나기 때문에 찾기가 어렵습니다.

Drout와 그녀의 공동 연구자들은 2016년에 검색을 시작했습니다. 박사 과정 동안 수소가 부족한 초신성을 연구한 Drout는 카네기 연구소 천문대에서 NASA 허블 박사후 연구원 기간 동안 그 중심에 있다고 생각되는 벗겨진 별을 찾기 시작했습니다. 과학. 그녀는 최근 이 별들이 어떤 모습이어야 하는지에 대한 새로운 이론적 모델을 구축한 동료 공동 저자이자 현재 오스트리아 과학 기술 연구소(ISTA)의 조교수인 Ylva Götberg를 만났습니다.

Drout, Götberg 및 그들의 공동 연구자들은 극도로 뜨거운 별이 대부분의 빛을 방출하는 스펙트럼의 자외선 부분을 조사하기 위해 새로운 조사를 설계했습니다. 육안으로는 보이지 않지만 자외선은 특수 장비와 망원경으로 감지할 수 있습니다.

연구진은 Swift Ultra-Violet/Optical Telescope의 데이터를 사용하여 지구에서 가장 가까운 두 은하인 대마젤란운과 소마젤란운에 있는 수백만 개의 별의 밝기를 수집했습니다. Ludwig는 마젤란 구름의 최초 광역 UV 카탈로그를 개발했으며 UV 측광을 사용하여 비정상적인 UV 방출이 있는 시스템을 감지하여 벗겨진 별의 존재 가능성을 알렸습니다.

그들은 2018년부터 2022년까지 라스 캄파나스 천문대에서 마젤란 망원경을 사용하여 광학 분광학을 획득하여 25개 물체에 대한 예비 연구를 수행했습니다. 그들은 이러한 관측을 사용하여 별이 뜨겁고, 작으며, 수소가 부족하고, 쌍성계에 있음을 입증했습니다. 모두 모델 예측과 일치합니다.

현재 연구자들은 이 논문에서 확인된 별을 계속 연구하고 있으며 더 많은 별을 찾기 위해 검색 범위를 확대하고 있습니다. 그들은 허블 우주 망원경, 찬드라 X선 망원경, 마젤란 망원경, 앵글로-오스트레일리아 망원경의 승인된 프로그램을 통해 가까운 은하계와 우리 은하계 내부를 모두 관찰할 것입니다. 이 출판물의 일부로, 이 별들을 식별하는 데 사용된 모든 이론적 모델과 데이터가 공개되어 다른 과학자들에게 제공되었습니다.

협력 기관으로는 토론토 대학, 카네기 과학 연구소 천문대, Max-Planck-Institut für Astronomy, Anton Pannekoek 천문학 연구소, Dunlap 천문학 및 천체 물리학 연구소, Steward Observatory가 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231215015442.htm