예상치 못한 곳에서 일어난 이상한 폭발

은하 사이의 매우 밝은 빛 폭발 감지

맑고 별이 빛나는 밤은 뒤뜰 하늘 관찰자들에게 믿을 수 없을 정도로 조용합니다. 실제로 하늘은 사진작가의 카메라가 쏘는 것처럼 밤에 폭발하는 것들로 불타오르고 있다. 이러한 섬광의 대부분은 별의 폭발이나 충돌입니다. 그것들은 너무 희미해서 그러한 일시적인 현상이 있는지 밤하늘을 끊임없이 감시하는 끝없는 망원경의 눈으로만 포착할 수 있습니다.

이러한 무작위 우주 사건 중 가장 희귀한 현상 중에는 LFBOT(Luminous Fast Blue Optical Transients)이라는 소규모 클래스가 있습니다. 그들은 푸른 빛으로 강렬하게 빛나고 빠르게 진화하여 어두워지기까지 몇 주 또는 몇 달이 걸리는 초신성과는 달리 최고 밝기에 도달하고 며칠 내에 다시 희미해집니다.

LFBOT은 2018년에 처음 발견됐다. 요즘은 1년에 한 번씩 포착돼 소수만이 알려져 있다. 강력한 폭발의 원인에는 몇 가지 이론이 있습니다. 그런데 허블이 와서 이 현상을 더욱 신비롭게 만들었습니다.

하나의 LFBOT은 2023년에 아무도 예상하지 못한 두 은하계 사이의 먼 곳에 나타났습니다. 허블만이 이 놀라운 위치를 정확히 찾아낼 수 있습니다. 매우 강한 초신성 풍미가 LFBOT을 유발한다면 별 탄생이 일어나는 은하의 나선 팔에서 폭발해야 합니다. 거대하고 새로 태어난 별은 은하계 내 둥지를 넘어 방황할 만큼 오랫동안 초신성 뒤에 살지 않습니다.

천문학자들은 이론가들이 포착하기 어려운 일시적 현상의 클러스터를 더 잘 특성화할 수 있도록 더 많은 LFBOT를 발견해야 한다는 데 동의합니다.

표시기가 표시된 AT2023fhn으로 식별된 LFBOT(빠른 발광 청색 광학 과도 현상)의 허블 우주 망원경 이미지. 그것은 푸른 빛으로 강렬하게 빛나고 빠르게 진화하여 어두워지기까지 몇 주 또는 몇 달이 걸리는 초신성과는 달리 최고 밝기에 도달했다가 며칠 내에 다시 희미해집니다. 2018년 이후 이전에 발견된 LFBOT는 극소수에 불과합니다. 놀랍게도 2023년에 관측된 이 최신 통과는 오른쪽의 막대나선은하와 왼쪽 위의 왜소은하 모두로부터 상당한 오프셋에 위치해 있습니다. 허블만이 그 위치를 결정할 수 있습니다. 이전의 모든 LFBOT는 은하 나선팔의 별 형성 영역에서 발견되었기 때문에 결과는 천문학자들을 더욱 당황하게 만듭니다. 어떤 천문학적 사건이 그러한 은하외 폭발을 촉발할 수 있는지는 확실하지 않습니다. 이미지 출처: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes(ESA-ESTEC/Radboud University)

NASA 허블우주망원경, 예상치 못한 곳에서 이상한 폭발 발견

우주에서 매우 드물고 이상한 빛의 폭발이 이글 아이(Eagle Eye) 덕분에 더욱 이상해졌습니다. NASA‘에스 허블 우주 망원경.

LFBOT(Luminous Fast Blue Optical Transient)이라고 불리는 이 현상은 호스트 은하계에서 멀리 떨어진 곳에서 발견될 것으로 예상되지 않은 현장에 나타났습니다. 허블만이 그 위치를 결정할 수 있습니다. 그 결과는 천문학자들을 더욱 당황하게 만든다. 우선 그들은 LFBOT이 무엇인지 모릅니다. 허블의 결과는 몇 가지 잠재적인 이론을 배제함으로써 그들이 덜 알고 있음을 시사합니다.

LFBOT은 우주에서 가장 밝게 알려진 가시광선 현상 중 하나로, 카메라 조명만큼 예기치 않게 폭발합니다. 소수만이 발견되었습니다. 2018년 첫 발견 이후 – 약 2억 광년 떨어진 곳에 위치한 사건으로, “소”라는 별명이 붙었습니다. 현재 LFBOT은 1년에 한 번씩 공개된다.

최근 결과 및 관찰

최초 발견 이후 최신 LFBOT는 엑스레이부터 전파까지 전자기 스펙트럼 전반에 걸쳐 여러 망원경으로 관찰되었습니다. AT2023fhn으로 지정되고 “The Finch”라는 별명을 가진 임시 이벤트는 LFBOT의 모든 특징을 선보였습니다. 그것은 푸른 빛으로 강렬하게 빛나고 빠르게 진화하여 어두워지기까지 몇 주 또는 몇 달이 걸리는 초신성과는 달리 최고 밝기에 도달했다가 며칠 안에 다시 희미해집니다.

그러나 이전에 발견된 다른 LFBOT와는 달리 허블은 핀치가 인접한 두 은하 사이에 위치한다는 사실을 발견했습니다. 이는 근처 나선 은하에서 약 50,000광년, 작은 은하에서 약 15,000광년 떨어져 있습니다.

컬러 키, 스케일 바, 나침반 화살표가 있는 “AT2023fhn HST WFC3/UVIS”라는 제목의 이미지는 벨벳 같은 검은 우주 배경에 세 개의 은하를 보여줍니다. 가장 큰 것은 사진 중앙에 있는 청백색 나선은하이다. 두 개의 작은 은하가 왼쪽에 흰 반점으로 보입니다. 이미지 상단 근처에 빨간색 표시가 있는 이상한 흰색 점이 있는데, 이는 폭발한 알 수 없는 물체에서 나오는 밝은 빛이지만 어떤 은하와도 관련이 없습니다. 이미지 출처: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes(ESA-ESTEC/Radboud University)

허블 논문의 주저자인 애슐리 크렘스(Ashley Krems)는 “허블 관측은 정말 중요한 것이었습니다. 허블 데이터가 없었다면 우리는 알 수 없었을 것이기 때문에 다른 유사한 것들에 비해 이것이 특이하다는 것을 깨닫게 해주었습니다”라고 말했습니다. 허블 저널의 다가오는 호에서 발견. . 왕립천문학회(MNRAS) 월간 공지. 그는 또한 유럽 ​​우주국 연구원, 이전에는 네덜란드 네이메헌의 Radboud University에서 근무했습니다.

이러한 대규모 폭발은 붕괴 초신성이라고 불리는 희귀한 유형의 초신성으로 추정되지만, 초신성이 되는 거대 별은 항성의 기준으로 볼 때 수명이 짧습니다. 따라서 거대한 조상 별들은 폭발하기 전에 자신이 태어난 곳, 즉 새로 태어난 별들의 무리에서 멀리 여행할 시간이 충분하지 않습니다. 이전의 모든 LFBOT은 별이 탄생하는 은하의 나선팔에서 발견되었지만 핀치는 어떤 은하에도 존재하지 않습니다.

Krems는 “LFBOT에 대해 더 많이 알수록 우리는 더욱 놀라게 됩니다.”라고 말합니다. “우리는 이제 LFBOT이 가장 가까운 은하의 중심으로부터 먼 거리에서 발생할 수 있다는 것을 보여줬고, 핀치의 위치는 어떤 종류의 초신성에서도 우리가 기대하는 것과는 다릅니다.”

초기 경고 및 추가 확인

이틀에 한 번씩 북부 하늘 전체를 스캔하는 지상 초광각 카메라인 Zwicky Transient Facility는 2023년 4월 10일에 천문학자들에게 Finch에 대해 처음으로 경고했습니다. 이 시설이 발견되자 연구원들은 Finch를 위해 사전 계획된 프로그램을 시작했습니다. . 그들은 나타날 수 있는 잠재적인 LFBOT 후보에게 신속하게 관심을 돌릴 준비가 되어 있었습니다.

칠레의 Gemini South 망원경으로 분광 측정한 결과 금방울화의 온도는 36,000도에 달했습니다. 에프. 쌍둥이자리는 또한 지구로부터의 거리를 결정하여 광도를 계산하는 데 도움을 주었습니다. NASA의 찬드라 X선 관측소와 국립과학재단의 초대형 배열 전파 망원경을 포함한 다른 관측소의 데이터와 결합된 이 결과는 폭발이 실제로 LFBOT임을 확인했습니다.

가능한 설명 및 향후 연구

한 이론에서는 LFBOT가 중간 질량의 별에 의해 삼켜질 수 있다고 제안합니다. 블랙홀 (100~1000 태양질량 사이). NASA 제임스 웹 우주 망원경고해상도와 적외선 감도는 결국 핀치가 근처에 있는 두 은하 중 하나의 외부 헤일로에 있는 구상 성단 내부에서 폭발했다는 사실을 발견하는 데 사용될 수 있습니다. 구상성단은 중간질량 블랙홀을 발견할 가능성이 가장 높은 곳이다.

핀치의 특이한 위치를 설명하기 위해 연구자들은 이것이 모은하를 훨씬 넘어 여행하며 수십억 년 동안 서로를 향해 나아가고 있는 두 중성자 별 사이의 충돌의 결과일 가능성을 고려하고 있습니다. 이러한 충돌은 표준 초신성보다 1,000배 더 강력한 폭발인 킬로노바를 생성합니다. 그러나 중성자별 중 하나(마그네타)가 고도로 자화되면 폭발력이 일반 초신성 밝기의 100배까지 증폭될 수 있다는 추측이 있습니다.

Krems는 “이 발견은 답변보다 더 많은 질문을 제기합니다.”라고 말했습니다. “여러 가지 가능한 설명 중 어느 것이 올바른지 알아내려면 더 많은 작업이 필요합니다.”

천문학적 과도 현상은 언제 어디서나 나타날 수 있고 천문학적 측면에서 상대적으로 일시적이기 때문에 연구자들은 하늘의 넓은 영역을 지속적으로 모니터링하여 이를 감지하고 허블과 같은 다른 관측소에 후속 조치를 알릴 수 있는 대규모 조사에 의존합니다. 노트.

연구자들은 이 현상을 더 잘 이해하려면 더 큰 표본이 ​​필요하다고 말합니다. Vera C. Rubin Earth Observatory와 같이 하늘 전체를 조사하기 위해 곧 출시될 망원경은 기본 천체 물리학에 따라 더 많은 것을 감지할 수 있습니다.

참조: “AT2023fhn(The Sparrow): 호스트 은하로부터 크게 오프셋된 빠르고 밝은 파란색 광학 과도 현상” 작성자: AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, E.R. Stanway 및 K. Wiersema, 수락됨, 왕립천문학회 월간 공지.
arXiv:2307.01771v2

허블 우주 망원경은 NASA와 유럽 우주국 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터가 망원경을 운영하고 있습니다. 메릴랜드 주 볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소(STScI)는 허블과 웹에서 과학 작업을 수행합니다. STScI는 워싱턴 DC에 있는 천문학 연구 대학 협회에 의해 NASA를 위해 운영됩니다.

이 연구에 참여한 국제 천문학자 팀은 AA Chrimes(네덜란드 Radboud 대학교), PG Jonker(네덜란드 Radboud 대학교 및 네덜란드 우주연구소), AJ Levan(네덜란드 Radboud 대학교)으로 구성되어 있습니다. 워릭대학교영국), D. L. Coppejans(영국 워릭 대학교), N. Gaspari(네덜란드 라드바우드 대학교), B. P. Gompertz(버밍엄 대학교, 영국), P. J. Groot(네덜란드 Radboud 대학교, 남아프리카 케이프타운 대학교 및 남아프리카 천문대), D. B. Malesani(네덜란드 Radboud 대학교, Cosmic Dawn Center(DAWN) 및 덴마크 코펜하겐 대학교), A . Mummery(영국 옥스포드 천체물리학), R. Stanway(영국 워릭 대학교) 및 K. Wiersema(영국 하트퍼드셔 대학교).