막심해(莫心海)
【정견뉴스】
2022년 9월 7일, 자동 망원경이 전형적인 초신성보다 약 1,000배 밝은 빛나는 파란색 점을 포착했다. 이 빛나는 파란색 플레어는 며칠간 지속되다가 사라졌다.
이 사건은 AT2022tsd로 지정되었다. 이것은 2018년에 발견된 ‘발광하는 고속 청색 광속 천체(LFBOT)’라는 특별한 종류의 천체 후보 목록에 합류했다. 천문학자들은 이 폭발적인 플레어를 특별한 종류의 초신성이라고 생각하지만, 중성자별이나 블랙홀 주변의 강렬한 중력장에서 찢어진 별일 수도 있다.
AT2022tsd의 발견 자체도 놀랍지만, 진짜 폭발은 100일 후에 도착했다. 그해 12월, 사라지는 플레어를 모니터링하던 코넬 대학교의 안나 호(Anna Ho)와 동료들은 같은 위치에서 원래의 푸른색 폭발만큼 밝은 적색 폭발을 발견했다.
더 많은 데이터를 찾기 위해 새로운 관측 자료를 샅샅이 뒤지던 천문학자들은 또 다른 폭발을 발견했고 이어서 또 다른 폭발을 발견했다. 각각의 폭발은 폭발하는 별이 방출하는 에너지와 같았으며, 호와 동료들은 《네이처》 잡지에 첫 번째 폭발에 이어 적어도 14차례 폭발이 이어졌으며, 어쩌면 보다 많은 폭발을 놓쳤을 수도 있다고 보고했다.
호주 스윈번 공과대학 ARC 중력파 발견 연구센터의 팀원 제프 쿡은 “이런 사건은 예전에 본 적이 없습니다.”라고 말했다.
“초신성과 밝기는 비슷하지만 1~2분 정도만 지속되는 AT2022tsd와 같은 폭발은 완전히 새로운 (그리고 예상치 못한) 발견입니다.”라고 이번 연구에 참여하지 않은 ESA의 애슐리 클레멘츠는 말한다.
이틀에 한번 북반구의 하늘을 스캔하는 캘리포니아의 카메라 로봇 ‘ZTF(Zwicky Transient Facility)’는 인공지능 알고리즘으로 이미지 사이에 나타나거나 사라지거나 이동하는 새로운 빛을 찾아낸다.
ZTF가 30억 광년 떨어진 은하에서 약 1아크초 이내에 빠르게 사라지던 AT2022tsd를 발견했다. 다행스러운 것은 다른 방법으로는 이런 플레어를 발견할 수 없었을 것이다.
이어진 관측 결과, 청색 빛은 빠르게 사라졌지만 몇 주 후 여전히 밝은 전파와 X선을 방출하는 것으로 나타났다. 초기의 청색 빛은 폭발의 열에서 비롯된 뜨거운 빛이었을 가능성이 높지만, 전파 및 X선과 그 후의 적색 플레어는 열이 아닌 다른 것에서 비롯되었을 가능성이 높다. 강력한 자기장 주변에서 윙윙거리는 빠른 전자에서 비롯되었을 가능성이 높다.
실제로 후속 플레어는 최대 몇 분 동안 매우 빠르게 밝아졌다가 어두워졌는데, 일부는 20초 정도 지속되었다. 플레어가 어디서 발생했든 그에 상응하는 작은 크기로 나타납니다. (광원이 밝아지거나 어두워지는 속도는 빛이 광원을 통과하는 속도에 따라 달라지므로 빠른 변화는 크기가 작은 것을 나타낸다.) 호 연구팀은 플레어의 광원이 태양 너비의 10배를 넘지 않음을 발견했다.
방출의 특성과 작은 크기와 극히 높은 에너지는 플레어가 광속에 가까운 속도로 블랙홀이나 중성자 별의 중력에서 벗어나는 제트에서 비롯된 것임을 시사한다.
“이 결과는 중성자별이나 블랙홀이 폭발 초기뿐만 아니라 그 이후에도 수개월 또는 수년 동안 질량을 축적한다는 LFBOT 이론을 뒷받침합니다.”라고 클레멘츠는 말한다.
하지만 LFBOT가 생겨나는 원인에 대해서는 다양한 가능성이 존재한다. 호와 그의 연구팀은 3가지 시나리오를 제시하는데 초거성 붕괴, 중성자별 또는 블랙홀과 거대한 별의 합병, 태양 질량의 수백 또는 수천 배에 달하는 블랙홀이 거대한 백색왜성을 집어삼키는 것이다. 세 가지 시나리오 모두 빠르게 빠져나가는 물질 흐름을 생성할 수 있다.
참고자료: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-brilliant-explosion-that-just-keeps-on-exploding/
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/286814