과학자들이 수십 년 동안 해결한 문제

영국 바스대학교 천체물리학자들이 이끄는 국제 과학자팀이정확히 잰멀리 떨어진 GRB(감마선 폭발)의 자기장은 방출된 물질이 주변 환경에 충돌하고 충격을 준 후 폭발파의 자기장이 뒤섞여진다는 수십 년 동안의 이론적 예측을 처음으로 확인했습니다. 중간.

블랙홀은 거대한 별(태양보다 최소 40배 더 큰)이 폭발 파동을 일으키는 치명적인 폭발로 죽을 때 형성됩니다. 이러한 극도로 에너지가 넘치는 사건은 빛의 속도에 가까운 속도로 물질을 몰아내고 지구 궤도를 도는 위성에 의해 감지될 수 있는 밝고 짧은 감마선 섬광에 전력을 공급합니다. 따라서 이름이 감마선 폭발입니다.

자기장은 방출된 물질을 통해 전달될 수 있으며, 회전하는 블랙홀이 형성됨에 따라 이러한 자기장은 방출된 물질을 집중시키고 가속시키는 코르크 마개 모양으로 뒤틀립니다.

자기장은 직접적으로 볼 수 없지만 자기장 선 주위를 맴도는 하전 입자(전자)에 의해 생성된 빛에 그 특징이 암호화되어 있습니다. 지구에 있는 망원경은 우주를 가로질러 수백만 년 동안 여행해온 이 빛을 포착합니다.

Bath의 천체물리학 책임자이자 감마선 전문가인 Carole Mundell 교수는 이렇게 말했습니다. "우리는 폭발을 일으키는 자기장의 물리적 특성을 직접 조사하기 위해 빛의 특별한 특성인 편광을 측정했습니다. 이는 훌륭한 결과이며 다음과 같은 문제를 해결합니다. 이러한 극단적인 우주 폭발에 대한 오래된 퍼즐은 제가 오랫동안 연구해 왔던 퍼즐입니다."

문제는 폭발 후 가능한 한 빨리 빛을 포착하고 폭발의 물리학을 해독하는 것입니다. 팽창하는 충격파 전선이 주변의 별 잔해와 충돌하면서 원시 자기장이 궁극적으로 파괴될 것이라는 예측이 있습니다.

이 모델은 대규모 원시 장이 여전히 손상되지 않고 유출을 주도할 때 폭발 직후에 높은 수준의 편광(>10%)을 갖는 빛을 예측합니다. 나중에 충돌로 인해 필드가 뒤섞이기 때문에 빛은 대부분 무편광되어야 합니다.

Mundell의 팀은 대규모 구조를 가진 원시 필드의 존재를 확인하는 폭발 후 몇 분 후에 고도로 편광된 빛을 처음으로 발견했습니다. 그러나 전방 충격 확장에 대한 그림은 더욱 논란의 여지가 있는 것으로 나타났습니다.

더 느린 시간(폭발 후 몇 시간에서 하루까지)에서 GRB를 관찰한 팀은 낮은 극성을 발견하고 필드가 파괴된 지 오래되었다고 결론을 내렸지만 언제, 어떻게 말할 수는 없었습니다. 대조적으로, 일본 천문학자 팀은 GRB에서 10% 편광의 흥미로운 탐지를 발표했는데, 그들은 이를 오랫동안 지속되는 규칙적인 자기장을 가진 편광 전방 충격파로 해석했습니다.

이번 연구의 주저자인 바스(Bath) 박사과정 학생 누리아 조르다나-미찬스(Nuria Jordana-Mitjans)는 "이러한 드문 관찰은 매우 다른 시간 척도와 물리학을 조사했기 때문에 비교하기 어려웠습니다. 표준 모델에서 이를 조정할 방법이 없었습니다."라고 말했습니다.

이 미스터리는 배스 팀이 GRB 141220A를 분석할 때까지 10년 넘게 풀리지 않은 채로 남아 있었습니다.

왕립천문학회 월간 공지에 발표된 새로운 논문에서 Mundell 팀은 GRB 141220A 폭발 후 불과 90초 만에 감지된 전방 충격파 빛에서 매우 낮은 편광을 발견했다고 보고했습니다. 완전 자율 로봇 리버풀 망원경과 GRB의 색상, 밝기, 편광 및 페이드 속도를 기록하는 새로운 RINGO3 편광계의 팀 지능형 소프트웨어 덕분에 초고속 관측이 가능해졌습니다. 이 데이터를 종합하여 팀은 다음을 증명할 수 있었습니다.

Jordana-Mitjans는 다음과 같이 말했습니다: "이 새로운 연구는 가장 강력한 GRB가 대규모로 정렬된 자기장에 의해 구동될 수 있지만 가장 빠른 망원경만이 GRB의 특징적인 편파 신호가 손실되기 전에 이를 엿볼 수 있다는 연구를 기반으로 합니다. 폭발."