고대 은하의 중심부에서 역사적인 감마선 폭발 발견

국제 천문학자 팀이 고대 은하에서 두 개의 분리된 중성자별의 병합으로 인해 발생한 긴 감마선 폭발을 감지하여 그러한 폭발의 원인에 대한 전통적인 이해에 도전하고 있습니다. 팀은 2019년 폭발을 분석하기 위해 여러 망원경을 사용했으며 다른 가능한 원인을 고려했지만 향후 관측을 통해 이 현상의 기원을 명확히 할 수 있기를 바랍니다.

처음으로 국제 천문학자 팀이 고대 은하의 중심 근처에서 긴 감마선 폭발을 관찰했습니다. 이러한 유형의 감마선 폭발은 일반적으로 무거운 별이 붕괴하거나 중성자 별이 오랫동안 서로 궤도를 돌 때 발생하며 고대 은하의 중심에는 그러한 별이 없기 때문에 특별합니다. Andrew Levan(Radboud University)이 이끄는 팀은 자연 천문학.

일반적인 합의는 최소 몇 초 길이의 감마선 폭발은 매우 무거운 별이 수명이 다할 때 초신성으로 붕괴될 때만 발생할 수 있다는 것입니다. 2022년, 평생 동안 서로 궤도를 돌던 두 개의 거대한 별이 결국 중성자 별이 되어 킬로노바와 충돌하면서 긴 감마선 폭발을 일으킬 수 있는 두 번째 트리거가 밝혀졌습니다. 이제 2023년에는 긴 감마선 폭발이 세 번째 방식으로 발생할 수 있는 것처럼 보입니다.

“우리의 데이터는 이것이 두 개의 분리된 중성자별이 합쳐진 경우임을 나타냅니다. 우리는 중성자별이 은하 중심에 있는 많은 주변 별들의 중력에 의해 함께 밀려난 것으로 의심합니다.”라고 수석 연구원인 Andrew Levan(Radboud University)은 말했습니다. ).

연구팀은 2019년 10월 19일 Neil Gehrels Swift Observatory에서 감지한 감마선 폭발의 영향을 연구했습니다. 칠레의 Gemini South 망원경, La Palma의 Canary Island에 있는 Northern Optical Telescope,[{” attribute=””>Hubble Space Telescope.

Their observations show that the burst was caused near the center of an ancient galaxy. This immediately provides two arguments pointing to the merging of two sources.

The first argument is that there are almost no heavy stars in ancient galaxies that could collapse into supernovae, because heavy stars typically occur in young galaxies. In addition, supernovae emit bright optical light, which was not observed in this case.

A second argument is that the center of galaxies are busy places. There are hundreds of thousands of normal stars, white dwarfs, neutron stars, black holes, and dust clouds all orbiting a supermassive black hole. Altogether, this represents over 10 million stars and objects crammed into a space of a few light-years across. “That is an area comparable to the distance between our sun and the next star,” Levan explains. “So the probability of a collision in the center of a galaxy is much higher than, say, at the outskirts, where we are.”

The researchers are still leaving room for alternative explanations. The prolonged gamma-ray burst could also result from the collision of compact objects other than neutron stars, for example, black holes or white dwarfs. In the future, the researchers hope to be able to observe long gamma-ray bursts at the same time as gravitational waves. This would help them to make more definitive statements about the origin of the radiation.

For more on this discovery:

Reference: “A long-duration gamma-ray burst of dynamical origin from the nucleus of an ancient galaxy” by Andrew J. Levan, Daniele B. Malesani, Benjamin P. Gompertz, Anya E. Nugent, Matt Nicholl, Samantha R. Oates, Daniel A. Perley, Jillian Rastinejad, Brian D. Metzger, Steve Schulze, Elizabeth R. Stanway, Anne Inkenhaag, Tayyaba Zafar, J. Feliciano Agüí Fernández, Ashley A. Chrimes, Kornpob Bhirombhakdi, Antonio de Ugarte Postigo, Wen-fai Fong, Andrew S. Fruchter, Giacomo Fragione, Johan P. U. Fynbo, Nicola Gaspari, Kasper E. Heintz, Jens Hjorth, Pall Jakobsson, Peter G. Jonker, Gavin P. Lamb, Ilya Mandel, Soheb Mandhai, Maria E. Ravasio, Jesper Sollerman and Nial R. Tanvir, 22 June 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8