킬로노바

Kilonova
이 화가의 인상 비디오는 작지만 매우 밀도가 높은 두 개의 중성자 별이 중력파 방사선을 통해 합쳐진 후 1킬로노바로 폭발하는 과정을 보여준다.
중성자 별들이 합쳐져 중력파를 생성해 킬로노바를 만들어내는 예술가의 인상

킬로노바(mklonova 또는 r-process 초신성이라고도 함)는 두 개의 중성자 별이나 중성자 별과 블랙홀이 합쳐질 때 콤팩트한 이진법으로 발생하는 과도기적인 천문학적 사건이다. 킬로노바에(Kilonovae)는 합병 과정에서 공정하게 동위원소적으로 생산되고 배출되는 무거운 r-공정핵의 방사능 붕괴로 인해 짧은 감마선 폭발과 강한 전자기 방사선을 방출하는 것으로 생각된다.[1]

역사

킬로노바라는 용어는 2010년[2] 메츠거 외 연구진이 피크 밝기를 특징짓기 위해 도입했는데, 이 밝기가 고전적인 노바의 1000배에 이른다는 것을 보여주었다. 그들은 그렇다. 전형적인 초신성의 밝기, 즉 거대한 별의 자기 분화인 ½10 ~ ½100.[3]

발견된 첫 번째 킬로노바는 스위프트 감마선 버스트 탐색기와 CONUS/WIND 우주선에 탑승한 계기들에 의해 짧은 감마선 폭발인 SGRB 130603B로 감지되었고, 이후 허블 우주 망원경을 사용하여 관측되었다.[1]

2018년 10월 천문학자들은 2015년 검출된 감마선 폭발 사건인 GRB 150101B가 2017년 검출된 중력파 사건인 역사적 GW170817과 유사하고, 두 중성자 별의 합병과 관련이 있을 수 있다고 보고했다. 감마선, 광학선 및 X선 방출에 관한 두 사건 간의 유사성 및 관련 호스트 은하의 성격에 관한 유사성은 "스트라이킹"으로 간주되며, 이러한 현저한 유사성은 두 개별적이고 독립적인 사건이 모두 중성자 별의 합성에 의한 것일 수 있음을 시사하며, 두 사건 모두 지금까지 알려지지 않은 것일 수도 있음을 시사한다. 킬로노바 과도 등급 따라서 킬로노바 사건은 이전에 이해한 것보다 우주에서 더 다양하고 흔한 것일 수 있다고 연구자들은 밝혔다.[4][5][6][7]

이론

두 개의 콤팩트한 물체의 영감과 합성은 중력파(GW)의 강력한 원천이다.[2] 킬로노바에(Kilonovae)는 짧은 감마선 폭발[2](GRB)의 시조물이며 우주에서 안정된 r-프로세스 원소의 지배적인 원천으로 생각된다.[1] 중성자 별 합병을 위한 기본 모델은 1998년 리신 리와 보흐단 파치즈스키가 도입했다.[8] 그들은 연구에서 중성자 별 합성에 따른 방사성 이젝타가 열 과도현상 방출에 동력을 공급할 수 있는 원천이라고 제안했다.[9]

관측치

허블 우주 망원경의 첫 번째 킬로노바 관측.[10]

킬로노바의 첫 번째 관찰 제안은 GRB 080503이 짧은 경도 감마선 폭발에 이어 2008년에 나왔다.[11] GRB 080503은 하루 후 광학 및 적외선에 희미한 물체가 나타났다가 급격히 희미해졌다. 허블우주망원경을 통해 먼 킬로노바의 희미한 적외선 방출이 감지된 단기간 감마선 폭발 GRB 130603B와 관련하여 2013년에 또 다른 킬로노바가 제안되었다.[1]

2017년 10월 16일 LIGO와 처녀자리 협업을 통해 사상 최초로 중력파(GW170817)와 전자기파(GRB 170817A, SSS17a)의 동시 검출 사실을 발표하고, 그 [12]출처가 이진 중성자별 합성에 의한 킬로노바임을 입증했다.[13] 이 짧은 GRB에 이어 비교적 가까운 은하 NGC 4993에 위치한 광학 전자기 스펙트럼(AT 2017gfo)에서 몇 주 동안 더 긴 과도현상이 나타났다.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d Tanvir, N. R.; Levan, A. J.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. L. (2013). "A 'kilonova' associated with the short-duration γ-ray burst GRB 130603B". Nature. 500 (7464): 547–549. arXiv:1306.4971. Bibcode:2013Natur.500..547T. doi:10.1038/nature12505. PMID 23912055. S2CID 205235329.
  2. ^ a b c Metzger, B. D.; Martínez-Pinedo, G.; Darbha, S.; Quataert, E.; Arcones, A.; Kasen, D.; Thomas, R.; Nugent, P.; Panov, I. V.; Zinner, N. T. (August 2010). "Electromagnetic counterparts of compact object mergers powered by the radioactive decay of r-process nuclei". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 406 (4): 2650. arXiv:1001.5029. Bibcode:2010MNRAS.406.2650M. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.16864.x. S2CID 118863104.
  3. ^ "Hubble captures infrared glow of a kilonova blast". spacetelescope.org. 5 August 2013. Retrieved 28 February 2018.
  4. ^ University of Maryland (16 October 2018). "All in the family: Kin of gravitational wave source discovered - New observations suggest that kilonovae -- immense cosmic explosions that produce silver, gold and platinum--may be more common than thought". EurekAlert!. Retrieved 17 October 2018.
  5. ^ Troja, E.; et al. (16 October 2018). "A luminous blue kilonova and an off-axis jet from a compact binary merger at z = 0.1341". Nature Communications. 9 (1): 4089. arXiv:1806.10624. Bibcode:2018NatCo...9.4089T. doi:10.1038/s41467-018-06558-7. PMC 6191439. PMID 30327476.
  6. ^ Mohon, Lee (16 October 2018). "GRB 150101B: A Distant Cousin to GW170817". NASA. Retrieved 17 October 2018.
  7. ^ Wall, Mike (17 October 2018). "Powerful Cosmic Flash Is Likely Another Neutron-Star Merger". Space.com. Retrieved 17 October 2018.
  8. ^ Li, L.-X.; Paczyński, B.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. (1998). "Transient Events from Neutron Star Mergers". The Astrophysical Journal. 507 (1): L59–L62. arXiv:astro-ph/9807272. Bibcode:1998ApJ...507L..59L. doi:10.1086/311680. S2CID 3091361.
  9. ^ Metzger, Brian D. (2019-12-16). "Kilonovae". Living Reviews in Relativity. 23 (1): 1. arXiv:1910.01617. doi:10.1007/s41114-019-0024-0. ISSN 1433-8351. PMC 6914724. PMID 31885490.
  10. ^ "Hubble observes source of gravitational waves for the first time". www.spacetelescope.org. Retrieved 18 October 2017.
  11. ^ Perley, D. A.; Metzger, B. D.; Granot, J.; Butler, N. R.; Sakamoto, T.; Ramirez-Ruiz, E.; Levan, A. J.; Bloom, J. S.; Miller, A. A. (2009). "GRB 080503: Implications of a Naked Short Gamma-Ray Burst Dominated by Extended Emission". The Astrophysical Journal. 696 (2): 1871–1885. arXiv:0811.1044. Bibcode:2009ApJ...696.1871P. doi:10.1088/0004-637X/696/2/1871. S2CID 15196669.
  12. ^ Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R. X.; Adya, V. B.; et al. (LIGO Scientific Collaboration & Virgo Collaboration) (16 October 2017). "GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral". Physical Review Letters. 119 (16): 161101. arXiv:1710.05832. Bibcode:2017PhRvL.119p1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.119.161101. PMID 29099225.
  13. ^ Miller, M. Coleman (16 October 2017). "Gravitational waves: A golden binary". Nature. News and Views (7678): 36. Bibcode:2017Natur.551...36M. doi:10.1038/nature24153.
  14. ^ Berger, E. (16 October 2017). "Focus on the Electromagnetic Counterpart of the Neutron Star Binary Merger GW170817". Astrophysical Journal Letters. Retrieved 16 October 2017.

외부 링크