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두 개의 중성자별이 합쳐져 생긴 거대한 폭발은 예상외로 완벽한 형태를 가지고 있습니다.
의 여파에 대한 새로운 분석에 따르면 역사적인 중성자 별 충돌 2017년에 관찰된 두 별에 의해 생성된 킬로노바 폭발은 완전히 대칭적이고 거의 완벽한 구형이었습니다. 그리고 천문학자들은 그 이유를 모릅니다. 그것은 킬로노바에 대한 이전의 모든 가정과 모델과 모순됩니다.
“아무도 폭발이 이런 모습일 것이라고 예상하지 못했습니다. 공처럼 구형이라는 것은 말이 안 됩니다.” 천체 물리학자인 Darach Watson은 말합니다. 덴마크 닐스보어연구소 소장.
“그러나 우리의 계산은 그것이 사실임을 분명히 보여줍니다. 이것은 아마도 우리가 지난 25년 동안 고려해온 킬로노바의 이론과 시뮬레이션에 중요한 물리학이 부족하다는 것을 의미합니다.”
우리는 거의 보지 않는다 중성자 별 충돌. GW170817로 명명된 2017년 폭발은 기록상 최초의 폭발일 뿐만 아니라 세부 사항에 이르기까지 무패 행진을 이어가고 있습니다. 그것으로부터 우리는 우주에 대해 많은 것을 배웠습니다. 예를 들어, 이러한 충돌은 우주에서 가장 강력한 빛인 감마선 폭발의 원인입니다. 그 결과 킬로노바 폭발은 금과 백금과 같은 무거운 원소를 생산하는 공장이기도 합니다.
그러나 그들에 대해 우리가 아직 모르는 것이 많습니다. 운 좋게도 GW170817에서 수집한 데이터가 너무 많아 과학자들이 여전히 모든 데이터를 살펴보고 있으며 한동안 그럴 것입니다. 이로 인해 Niels Bohr Institute의 천체물리학자 Albert Sneppen과 그의 동료들은 킬로노바의 모양을 특성화하는 프로젝트를 진행했습니다.
이것은 폭발의 기하학이 중성자별을 구성하는 초고밀도 물질의 특성에 의해 결정되고 과학자들이 폭발 에너지와 합병의 다른 특성을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있기 때문입니다.
그들은 그들이 무엇을 찾을 것인지 대략적으로 알고 있으며 그들의 작업은 알려진 속성에 더 자세한 제약을 가하는 것에 관한 것이라고 생각했습니다. 그들이 실제로 발견한 구형 폭발은 중성자별 합병에 대한 우리의 이해가 부족하다는 것을 암시합니다.
“붕괴되기 전에 1초에 100번씩 서로 궤도를 도는 두 개의 초밀밀 별이 있습니다. 우리의 직관과 모든 이전 모델은 충돌로 생성된 폭발 구름이 평평하고 다소 비대칭적인 모양을 가져야 한다고 말합니다.” 스네펜 라고.
“폭발을 구형으로 만들 가능성이 가장 높은 방법은 폭발의 중심에서 엄청난 양의 에너지가 분출되어 비대칭적일 모양을 매끄럽게 만드는 것입니다. 따라서 구형은 아마도 많은 에너지가 있음을 알려줍니다. 예상치 못한 충돌의 핵심에서.”
이에 대한 가능한 설명이 있습니다. 중성자별은 주어진 질량의 별이 핵에서 모든 핵융합 연료를 사용한 후에 변형될 수 있는 것입니다. 별이 이 지점에 도달하면 외부 물질이 분출되고 핵이 붕괴되어 초고밀도 물체가 됩니다.
더 작은 별은 태양 질량의 약 1.4배에 달하는 백색 왜성이 됩니다. 중거리 별은 태양 질량의 약 2.4배에 달하는 중성자별로 변합니다. 그리고 더 무거운 별은 블랙홀.
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두 개의 중성자별이 충돌하면 결합된 질량으로 인해 새로 형성된 물체가 중력에 의해 더 붕괴되어 블랙홀. 그러나 이러한 일이 발생하기 전 짧은 시간 동안 개체가 될 수 있습니다 극도로 강력한 자기장을 가진 초질량 중성자별. 최근 분석에 따르면 이것이 GW170817에서 일어난 일입니다. 잠시만, 그 물체는 초거대 중성자별이었다..
이것은 구형 킬로노바를 설명할 수 있다고 연구자들은 말한다.
“아마도 별이 블랙홀로 붕괴하면서 초거대 중성자별의 막대한 자기장이 방출되는 순간 일종의 ‘자기폭탄’이 만들어지는 것 같다.” 왓슨이 설명한다.
“자기 에너지의 방출로 인해 폭발하는 물질이 더 구형으로 분포될 수 있습니다. 이 경우 블랙홀의 탄생은 매우 에너지적일 수 있습니다.”
그러나 특히 킬로노바에서 어떻게 무거운 원소가 만들어지는지에 대한 몇 가지 질문에 답하지 못한 채 남아 있습니다. 우리는 그것이 일어난다는 것을 알고 있습니다. 폭발 후 과학자들은 분명히 킬로노바 분출물에서 스트론튬 검출.
킬로노바에 대한 분석에서 Sneppen의 팀은 스트론튬의 거의 구형 대칭 분포를 발견했으며 이는 무거운 원소 중 더 가벼운 것입니다. 그러나 모델에 따르면 금과 우라늄과 같은 무거운 원소는 킬로노바에서 가벼운 원소와 다른 위치에서 형성되어야 합니다. 팀은 이것이 다음을 제안한다고 믿습니다. 중성미자 관련되어 있습니다.
“대체 아이디어는 초거대 중성자 별이 사는 밀리초 안에 엄청난 수의 중성미자를 포함하여 매우 강력하게 방출한다는 것입니다.” 스네펜 라고.
“중성미자는 중성자를 양성자와 전자로 변환시켜 전체적으로 더 가벼운 원소를 만들 수 있습니다. 이 아이디어에도 단점이 있지만 우리는 중성미자가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 중요한 역할을 한다고 믿습니다.”
하나 이상의 메커니즘이 작동할 수 있습니다. 바라건대, 미래에 더 많은 중성자 별 충돌을 포착하면 그것들을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구는 자연.
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