18년 2024월 XNUMX일
(나노 워크 뉴스) 막스 플랑크 전파 천문학 연구소의 연구원들이 이끄는 국제 천문학자 팀은 MeerKAT 전파 망원경을 사용하여 구상 성단 NGC 1851에서 알 수 없는 성질의 흥미로운 물체를 발견했습니다. 거대한 물체는 가장 무거운 중성자보다 무겁습니다. 알려진 별이지만 동시에 알려진 가장 가벼운 블랙홀보다 가볍고 빠르게 회전하는 밀리초 펄서 주위의 궤도에 있습니다. 이것은 많은 사람들이 탐내는 전파 펄서(블랙홀 바이너리)의 첫 번째 발견일 수 있습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 대한 새로운 테스트를 가능하게 하는 별의 쌍입니다.
초신성 폭발의 밀도가 매우 높은 잔해인 중성자별은 너무 무거울 수 있습니다. 다른 별을 소비하거나 다른 종류의 별과 충돌하여 너무 많은 질량을 획득하면 붕괴될 것입니다. 일단 붕괴되면 그들이 정확히 어떻게 될지는 많은 추측의 원인이 되며, 이국적인 별들의 다양하고 야생적이고 멋진 풍미가 제안됩니다.
그러나 중성자별은 붕괴하여 블랙홀이 되고, 중력이 너무 커서 빛조차 빠져나올 수 없다는 것이 널리 퍼져 있는 견해입니다. 관측을 바탕으로 한 이론에 따르면 별이 붕괴하면서 생성될 수 있는 가장 가벼운 블랙홀은 태양보다 질량이 약 5배 더 큽니다. 이는 중성자별 붕괴에 필요한 태양 질량의 2.2배보다 상당히 크며, 블랙홀 질량 격차로 알려진 현상이 발생합니다.
이 질량 격차에 있는 밀집 물체의 특성은 알려져 있지 않으며 먼 우주에서 중력파 합병 현상을 관찰할 때 그러한 물체를 잠깐 엿볼 수 있기 때문에 지금까지 자세한 연구는 어려운 것으로 판명되었습니다.
MeerKAT(TRAPUM) 협력을 통해 국제 과도 및 펄서의 천문학자 팀이 우리 은하의 이 질량 간격에서 물체를 발견하면 마침내 이러한 물체를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 저널에 게재된 그들의 연구 과학 (“중성자별과 블랙홀 사이의 질량 간격에 밀집된 물체가 있는 쌍성계 펄서”), 남쪽 비둘기자리(비둘기)의 구상성단 NGC 1851에 있는 거대한 밀집성 쌍에 대해 보고합니다.
남아프리카의 민감한 MeerKAT 전파 망원경과 독일 본에 있는 막스 플랑크 전파 천문학 연구소(MPIfR)의 엔지니어들이 제작한 강력한 장비를 결합하여 그들은 별 중 하나에서 나오는 희미한 펄스를 감지하여 이를 식별할 수 있었습니다. 전파 펄서(radio pulsar)는 빠르게 회전하며 우주 등대처럼 우주에 전파 광선을 비추는 중성자별의 일종입니다.
거대한 동반별을 블랙홀로 가정한 시스템에 대한 예술가의 인상. 배경에서 가장 밝은 별은 궤도 동반성인 전파 펄서 PSR J0514-4002E입니다. 두 별은 8만km 떨어져 있다. (이미지 : Daniëlle Futselaar, artsource.nl)
PSR J0514-4002E로 명명된 이 펄서는 초당 170회 이상 회전하며 매 회전마다 시계의 똑딱거림과 같은 리드미컬한 펄스를 생성합니다. 펄서 타이밍이라는 기술을 사용하여 시간이 지남에 따라 이 똑딱거리는 작은 변화를 관찰함으로써 그들은 궤도 운동을 매우 정확하게 측정할 수 있었습니다.
MPIfR 동료와 함께 연구를 이끈 Ewan Barr는 "거의 40,000광년 떨어진 별 주위의 궤도에 거의 완벽한 스톱워치를 떨어뜨린 다음 그 궤도의 시간을 마이크로초 단위로 정확하게 측정할 수 있는 것과 같다고 생각해보세요."라고 말했습니다. 박사과정 후보인 Arunima Dutta.
규칙적인 타이밍 덕분에 시스템의 위치를 매우 정확하게 측정할 수 있었는데, 이는 펄서와 함께 궤도에 있는 물체가 규칙적인 별이 아니라는 것을 보여줍니다. NGC 1851의 허블 우주 망원경 이미지에서는 볼 수 없습니다. 따라서 이는 극도로 밀도가 높은 붕괴된 잔해입니다. 별. 더욱이, 두 별(페리아스트론) 사이의 가장 가까운 접근점의 시간에 따른 변화를 관찰한 결과, 동반성은 알려진 어떤 중성자별의 질량보다 크고 동시에 알려진 블랙홀의 질량보다 작은 질량을 가지고 있음을 보여주었습니다. 블랙홀 질량 간격에 정면으로 배치합니다.
MPIfR의 Paulo Freire는 "이 물체가 무엇이든 흥미로운 소식입니다"라고 말했습니다. “만약 그것이 블랙홀이라면 그것은 최초의 펄서가 될 것입니다. 수십 년 동안 펄서 천문학의 성배였던 알려진 블랙홀 시스템입니다! 만약 그것이 중성자별이라면, 이것은 이 놀라운 밀도의 물질의 알려지지 않은 상태에 대한 우리의 이해에 근본적인 영향을 미칠 것입니다!”
팀은 거대한 물체의 형성과 그 이후의 긴밀한 궤도에서 빠르게 회전하는 전파 펄서와의 결합이 다소 이국적인 형성 역사의 결과라고 제안합니다(그림 1). 3) 특정 지역 환경으로 인해만 가능합니다. 이 시스템은 은하계의 나머지 부분에 있는 별들보다 훨씬 더 빽빽하게 모여 있는 오래된 별들의 밀집된 집합체인 구상성단 NGC 1851에서 발견됩니다. 이곳은 너무 혼잡해서 별들이 서로 상호 작용하여 궤도를 방해하고 가장 극단적인 경우 충돌할 수 있습니다.
현재 전파펄서 주위를 공전하는 거대한 물체를 생성한 것으로 제안된 것은 두 개의 중성자별 사이의 충돌 중 하나입니다. 그러나 현재의 쌍성이 생성되기 전에 전파 펄서는 소위 저질량 X선 쌍성이라고 불리는 공여별로부터 먼저 물질을 획득했음이 틀림없습니다. 펄서를 현재 회전 속도로 회전시키려면 이러한 "재활용" 프로세스가 필요합니다. 팀은 이 기증 별이 소위 교환 만남을 통해 현재의 거대한 물체로 대체되었다고 믿습니다.
"이것은 지금까지 발견된 쌍성 펄서 중 가장 이국적인 것입니다"라고 덴마크 Aalborg 대학의 Thomas Tauris는 말했습니다. “길고 복잡한 형성 역사는 우리 상상력의 한계를 뛰어 넘습니다.”
팀은 알려진 것 중 가장 무거운 중성자별, 알려진 가장 가벼운 블랙홀 또는 심지어 새로운 이국적인 별 변종을 발견했는지 여부를 결론적으로 말할 수는 없지만 가장 확실한 것은 그들이 가장 극한 환경에서 물질의 특성을 조사할 수 있는 독특한 실험실을 발견했다는 것입니다. 우주의 극한 상황.
Arunima Dutta는 “아직 이 시스템이 완성되지 않았습니다.”라고 말했습니다.
거대한 동반별을 블랙홀로 가정한 시스템에 대한 예술가의 인상. 배경에서 가장 밝은 별은 궤도 동반성인 전파 펄서 PSR J0514-4002E입니다. 두 별은 8만km 떨어져 있다. (이미지 : Daniëlle Futselaar, artsource.nl)
PSR J0514-4002E로 명명된 이 펄서는 초당 170회 이상 회전하며 매 회전마다 시계의 똑딱거림과 같은 리드미컬한 펄스를 생성합니다. 펄서 타이밍이라는 기술을 사용하여 시간이 지남에 따라 이 똑딱거리는 작은 변화를 관찰함으로써 그들은 궤도 운동을 매우 정확하게 측정할 수 있었습니다.
MPIfR 동료와 함께 연구를 이끈 Ewan Barr는 "거의 40,000광년 떨어진 별 주위의 궤도에 거의 완벽한 스톱워치를 떨어뜨린 다음 그 궤도의 시간을 마이크로초 단위로 정확하게 측정할 수 있는 것과 같다고 생각해보세요."라고 말했습니다. 박사과정 후보인 Arunima Dutta.
규칙적인 타이밍 덕분에 시스템의 위치를 매우 정확하게 측정할 수 있었는데, 이는 펄서와 함께 궤도에 있는 물체가 규칙적인 별이 아니라는 것을 보여줍니다. NGC 1851의 허블 우주 망원경 이미지에서는 볼 수 없습니다. 따라서 이는 극도로 밀도가 높은 붕괴된 잔해입니다. 별. 더욱이, 두 별(페리아스트론) 사이의 가장 가까운 접근점의 시간에 따른 변화를 관찰한 결과, 동반성은 알려진 어떤 중성자별의 질량보다 크고 동시에 알려진 블랙홀의 질량보다 작은 질량을 가지고 있음을 보여주었습니다. 블랙홀 질량 간격에 정면으로 배치합니다.
MPIfR의 Paulo Freire는 "이 물체가 무엇이든 흥미로운 소식입니다"라고 말했습니다. “만약 그것이 블랙홀이라면 그것은 최초의 펄서가 될 것입니다. 수십 년 동안 펄서 천문학의 성배였던 알려진 블랙홀 시스템입니다! 만약 그것이 중성자별이라면, 이것은 이 놀라운 밀도의 물질의 알려지지 않은 상태에 대한 우리의 이해에 근본적인 영향을 미칠 것입니다!”
팀은 거대한 물체의 형성과 그 이후의 긴밀한 궤도에서 빠르게 회전하는 전파 펄서와의 결합이 다소 이국적인 형성 역사의 결과라고 제안합니다(그림 1). 3) 특정 지역 환경으로 인해만 가능합니다. 이 시스템은 은하계의 나머지 부분에 있는 별들보다 훨씬 더 빽빽하게 모여 있는 오래된 별들의 밀집된 집합체인 구상성단 NGC 1851에서 발견됩니다. 이곳은 너무 혼잡해서 별들이 서로 상호 작용하여 궤도를 방해하고 가장 극단적인 경우 충돌할 수 있습니다.
현재 전파펄서 주위를 공전하는 거대한 물체를 생성한 것으로 제안된 것은 두 개의 중성자별 사이의 충돌 중 하나입니다. 그러나 현재의 쌍성이 생성되기 전에 전파 펄서는 소위 저질량 X선 쌍성이라고 불리는 공여별로부터 먼저 물질을 획득했음이 틀림없습니다. 펄서를 현재 회전 속도로 회전시키려면 이러한 "재활용" 프로세스가 필요합니다. 팀은 이 기증 별이 소위 교환 만남을 통해 현재의 거대한 물체로 대체되었다고 믿습니다.
"이것은 지금까지 발견된 쌍성 펄서 중 가장 이국적인 것입니다"라고 덴마크 Aalborg 대학의 Thomas Tauris는 말했습니다. “길고 복잡한 형성 역사는 우리 상상력의 한계를 뛰어 넘습니다.”
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Arunima Dutta는 “아직 이 시스템이 완성되지 않았습니다.”라고 말했습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64455.php
