22년 2024월 XNUMX일 (나노 워크 뉴스) 초신성은 태양 질량의 8~10배보다 더 큰 별의 붕괴로 인한 극적인 최종 결과입니다. 생명체를 가능하게 하는 탄소, 산소, 규소, 철과 같은 화학 원소의 주요 공급원일 뿐만 아니라 우주에서 가장 이국적인 물체, 중성자 별, 블랙홀을 만드는 역할도 합니다. 1987년에 초신성 1987A(SN 1987A)가 은하수 근처에 위치한 대마젤란운에서 폭발했습니다. 초신성이 육안으로 볼 수 있게 된 것은 1987세기 만에 처음으로 천문학자들에게 초신성 폭발의 전례 없는 근접 촬영을 제공했습니다. SN 1987A는 하늘에서 가장 많이 연구된 물체 중 하나이지만, 폭발 후 무엇이 남았는지에 대한 질문은 아직 답이 없습니다. 소형 중성자별이 되었나요, 아니면 블랙홀이 되었나요? 초신성에서 생성된 중성미자의 검출은 SN XNUMXA의 중심에 초밀집 중성자별이 형성되어야 함을 나타냅니다. 그러나 XNUMX년 동안 최고의 망원경으로 집중적으로 관찰한 후에도 지금까지 그러한 중성자별에 대한 결정적인 증거는 발견되지 않았습니다.
SN 1987A의 허블 이미지와 소형 고도로 이온화된 아르곤 소스의 조합. 중앙의 희미한 파란색 소스는 JWST의 NIRSpec 장비에 의해 감지되었습니다. 이 외부에는 가장 많은 질량을 포함하고 매초 수천 킬로미터로 팽창하고 있는 나머지 초신성이 있습니다. 안쪽의 밝은 “진주줄”은 폭발이 일어나기 약 20,000년 전에 분출된 별의 바깥층에서 나온 가스입니다. 빠르게 팽창하는 초신성 잔해와 고리 사이의 충돌은 고리에 가열된 덩어리를 발생시킵니다. 내부 고리 바깥쪽에는 두 개의 외부 고리가 있는데, 아마도 내부 고리가 형성되는 것과 동시에 발생했을 것입니다. 안쪽 고리의 왼쪽과 오른쪽에 있는 밝은 별들은 초신성과 관련이 없습니다. (이미지: HST, JWST/NIRSpec, J. Larsson) 저널에 발표된 연구에서 과학 (“초신성 1987A의 잔해에 있는 작은 물체에서 나오는 전리 방사선으로 인한 방출선”), 국제 천문학자 팀은 SN 1987A 주변의 성운 중심에서 중성자별의 신호를 감지했다고 발표했습니다. 저자들은 JWST(James Webb Telescope)를 사용하여 뜨거운 중성자별이나 중성자별 주변의 소위 펄서풍 성운에서 생성된 스펙트럼 선을 관찰할 수 있었습니다. “JWST의 환상적인 해상도와 새로운 장비 덕분에 초신성의 중심과 폭발 후 생성된 물질을 처음으로 조사할 수 있었습니다. 이제 우리는 그곳에 중성자별일 가능성이 있는 소형 이온화 방사선원이 있다는 것을 알고 있습니다. 이것은 폭발 모델에 의해 예측되었으며 우리는 이를 관찰하는 방법을 나타내는 시뮬레이션을 1992년에 수행했지만 이것이 가능해진 것은 JWST에서만 가능했습니다. 그러나 세부 사항은 몇 가지 놀라움을 안겨주었습니다.”라고 스톡홀름 대학교 천문학과 교수이자 오스카 클라인 센터이자 이번 연구의 주요 저자인 Claes Fransson은 말했습니다. “이것은 이 초신성이 수년에 걸쳐 제공한 일련의 놀라움 중 가장 최근의 것입니다. 매우 강한 아르곤 선을 통해 마침내 소형 물체가 감지된다는 것은 예상치 못한 일이었습니다. 그래서 이렇게 밝혀진 것이 조금 재미있었습니다.”라고 KTH 왕립공과대학 물리학과 교수인 Josefin Larsson은 말합니다. 오스카 클라인 센터(Oskar Klein Center) 및 해당 연구의 공동 저자.
SN 1987A의 허블 이미지와 소형 고도로 이온화된 아르곤 소스의 조합. 중앙의 희미한 파란색 소스는 JWST의 NIRSpec 장비에 의해 감지되었습니다. 이 외부에는 가장 많은 질량을 포함하고 매초 수천 킬로미터로 팽창하고 있는 나머지 초신성이 있습니다. 안쪽의 밝은 “진주줄”은 폭발이 일어나기 약 20,000년 전에 분출된 별의 바깥층에서 나온 가스입니다. 빠르게 팽창하는 초신성 잔해와 고리 사이의 충돌은 고리에 가열된 덩어리를 발생시킵니다. 내부 고리 바깥쪽에는 두 개의 외부 고리가 있는데, 아마도 내부 고리가 형성되는 것과 동시에 발생했을 것입니다. 안쪽 고리의 왼쪽과 오른쪽에 있는 밝은 별들은 초신성과 관련이 없습니다. (이미지: HST, JWST/NIRSpec, J. Larsson) 저널에 발표된 연구에서 과학 (“초신성 1987A의 잔해에 있는 작은 물체에서 나오는 전리 방사선으로 인한 방출선”), 국제 천문학자 팀은 SN 1987A 주변의 성운 중심에서 중성자별의 신호를 감지했다고 발표했습니다. 저자들은 JWST(James Webb Telescope)를 사용하여 뜨거운 중성자별이나 중성자별 주변의 소위 펄서풍 성운에서 생성된 스펙트럼 선을 관찰할 수 있었습니다. “JWST의 환상적인 해상도와 새로운 장비 덕분에 초신성의 중심과 폭발 후 생성된 물질을 처음으로 조사할 수 있었습니다. 이제 우리는 그곳에 중성자별일 가능성이 있는 소형 이온화 방사선원이 있다는 것을 알고 있습니다. 이것은 폭발 모델에 의해 예측되었으며 우리는 이를 관찰하는 방법을 나타내는 시뮬레이션을 1992년에 수행했지만 이것이 가능해진 것은 JWST에서만 가능했습니다. 그러나 세부 사항은 몇 가지 놀라움을 안겨주었습니다.”라고 스톡홀름 대학교 천문학과 교수이자 오스카 클라인 센터이자 이번 연구의 주요 저자인 Claes Fransson은 말했습니다. “이것은 이 초신성이 수년에 걸쳐 제공한 일련의 놀라움 중 가장 최근의 것입니다. 매우 강한 아르곤 선을 통해 마침내 소형 물체가 감지된다는 것은 예상치 못한 일이었습니다. 그래서 이렇게 밝혀진 것이 조금 재미있었습니다.”라고 KTH 왕립공과대학 물리학과 교수인 Josefin Larsson은 말합니다. 오스카 클라인 센터(Oskar Klein Center) 및 해당 연구의 공동 저자.
초신성(SN)1987A – 가장 많이 연구된 초신성
SN 1987A는 가장 많이 연구되고 가장 잘 관측된 초신성이므로 이러한 천체를 이해하는 데 특히 중요합니다. 23년 1987월 160,000일 남쪽 하늘의 대마젤란운에서 1604광년 거리에서 폭발한 것은 1987년 요하네스 케플러가 관측한 초신성 이후 가장 가까운 초신성 폭발이었습니다. 몇 달 동안 SN 1987A를 볼 수 있었습니다. 육안으로. SN 99.9A는 중성미자(다른 물질과 극도로 약한 상호작용을 하는 질량이 거의 없는 입자)를 통해 관측된 유일한 초신성입니다. 이번 사건에서 방출된 막대한 에너지의 0.1%가 이러한 입자에서 손실될 것으로 예상되었기 때문에 이는 중요했습니다. 나머지 1058%는 빛과 운동에너지의 형태로 보내졌습니다. 방출된 엄청난 수(약 20개)의 중성미자 중 약 1987개가 지구 주변의 세 가지 다른 탐지기에 의해 감지되었습니다. SN XNUMXA는 폭발하기 전에 촬영한 이미지에서 폭발하는 별을 식별할 수 있는 최초의 초신성이기도 합니다. 이를 통해 별의 질량을 결정할 수 있었으며 이는 이론적 모델과 잘 일치했습니다.블랙홀이나 중성자별이 생성되었습니다.
중성미자와는 별개로 폭발의 가장 흥미로운 결과는 그것이 블랙홀이나 중성자별로 붕괴할 것이라는 예측이다. 이 촘촘한 잔해는 붕괴된 별의 핵에 의해 생성되었으며 질량은 태양의 약 1.5배입니다. 남은 질량은 빛의 속도의 최대 10%로 밀려나 오늘날 우리가 관찰할 수 있는 팽창하는 잔해를 형성했습니다. SN 1987A를 연구하는 천문학자들은 폭발 후에 중성자별이 형성되었을 것으로 의심했습니다. 주요 징후는 중성미자 펄스의 지속 시간이 10초라는 것입니다. 그러나 라디오와 X선 관측을 통한 추가 징후에도 불구하고 지금까지 중성자별에 대한 결정적인 증거는 발견되지 않았습니다. 중요한 이유는 폭발 후 몇 년 동안 형성된 많은 양의 먼지 때문입니다. 이 먼지는 중앙의 가시광선 대부분을 차단하여 가시광선 파장에서 소형 물체를 가릴 수 있습니다. 폭발의 최종 생성물을 식별하는 것은 SN 1987A의 해결되지 않은 주요 문제였습니다.제임스 웹 우주 망원경으로 획기적인 발전이 가능해졌습니다.
제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 가시광선을 차단하는 먼지를 더 쉽게 통과할 수 있는 적외선 파장의 빛을 관찰할 수 있습니다. 국제 천문학자 팀은 망원경의 두 가지 장비인 MIRI와 NIRSpec을 사용하여 SN 1987A를 연구했습니다. 그런 다음 그들은 널리 퍼진 초신성 잔해의 중심에서 아르곤과 황 이온에서 빛을 방출하는 점 광원을 보았습니다(그림 1+3 참조). JWST의 해상도와 방출원의 속도를 정확하게 결정하는 장비의 능력 덕분에 우리는 이 점 소스가 초신성 폭발의 중심에 매우 가깝다는 것을 알고 있습니다. 폭발하는 별의 질량 대부분은 최대 10,000km/초의 속도로 팽창하여 큰 부피로 퍼져 있지만 관측된 원인은 여전히 폭발 현장에 가깝습니다. 이것이 바로 천문학자들이 폭발 후 조밀한 잔해에 대해 기대하는 것입니다. 아르곤과 황에서 관찰된 스펙트럼 선은 이온화된 원자에서 나오므로 소형 물체에서 고에너지 광자가 필요합니다. 중성자별에서 나오는 자외선과 X선 복사로 인해 이런 일이 어떻게 일어날 수 있는지는 1992년 Roger Chevalier(버지니아 대학교)와 Claes Fransson이 이미 예측했습니다.두 가지 가능한 설명
과학자들은 중성자별을 직접적으로 볼 수 없습니다. 대신에 그들은 방사선이 주변 환경에 어떻게 영향을 미치는지 관찰함으로써 그 존재를 추론합니다. 연구에서 저자는 관찰된 스펙트럼 선에 대한 두 가지 주요 설명을 논의합니다. 그것들은 표면 온도가 백만도 이상인 뜨겁고 새로 태어난 중성자별이나 빠르게 회전하는 중성자별의 강한 자기장에서 가속되는 고에너지 입자로부터의 복사로 인해 생성되었을 수 있습니다. 펄서라고 함). 이것은 1054년 중국 천문학자들이 관찰한 초신성의 잔해인 유명한 게 성운의 중심에 있는 펄서 주변에서 일어나는 것과 동일한 메커니즘입니다. 이 두 설명 모델 모두 어떤 종류의 스펙트럼 선이 있는지에 대한 비슷한 예측을 제공합니다. 만들어진. 따라서 이 두 모델을 구별하려면 허블 망원경뿐만 아니라 가시광선에서 JWST와 지상 망원경을 사용한 추가 관측이 필요합니다. 그럼에도 불구하고, 새로운 JWST 관측은 SN 1987A의 중심에 중성자별일 가능성이 있는 소형 물체가 존재한다는 강력한 증거를 제공합니다. 이러한 중성자별의 반경은 약 10km로 밀도가 원자핵만큼 크다는 것을 의미합니다. 그러한 별 물질 34입방밀리미터의 무게는 초대형 유조선과 맞먹습니다! 요약하자면, 새로운 JWST 관측은 폭발하는 별과 폭발로 생성된 중성미자에 대한 이전 관측과 함께 이 독특한 물체에 대한 완전한 그림을 제공합니다. 이 결과를 뒷받침하는 팀은 유럽과 미국의 12개국 출신의 XNUMX명의 저자로 구성되어 있습니다. 첫 번째 저자는 스톡홀름 대학교 천문학과 교수이자 오스카 클라인 센터(Oskar Klein Centre)인 Claes Fransson입니다.- SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64709.php
