30 년이 지남에 따라 별이 폭발합니다. 몇 달 동안 보름달보다 10,000 배 더 밝습니다. 낮에는 너무 밝아서 태양이 다른 태양에 의해 결합 된 것처럼 보이며 열과 빛만큼 100 분의 1을 펌핑합니다.
.좋은 소식은이 시나리오가 일어나지 않기 때문에 오늘 밤은 잠을 잘 수 있다는 것입니다. 지구상의 삶은 그러한 사건으로부터 안전합니다. 초신성 초신성 - 이전에 알려진 모든 훌륭한 폭발보다 최대 100 배의 강력한 - 매우 드문 일뿐 만 아니라 은하에서 우리 자신과 약간 다른 은하에서 폭발하는 것처럼 보입니다.
1931 년 패서 디나의 캘리포니아 기술 연구소에서 일하는 Fritz Zwicky와 Walter Baade는 폭발적인 별 또는 '노바'에 대한 놀라운 주장을했습니다. Edwin Hubble이 8 년 전에 발견 한 그들의 연구는 세계에서 가장 큰 망원경 (Caltech 산의 2.5m 후커 망원경)을 사용하여 신비한 나선 성운이 실제로 은하계에 있음을 보여주기 위해 사용했다.
.Zwicky와 Baade는 때때로 그러한 은하들이 100 억 개의 정상적인 별을 능가 할 수있는 별 폭발을 주최한다는 것을 알아 차렸다. 그러한 폭발이 우리 은하계의 것보다 엄청나게 멀리 떨어져 있다는 것을 알고, 두 천문학자는 그들이 표준 노바보다 약 1 천만 배 더 빛나는 '초신성'이라고 불리는 새로운 계급에 속한다고 결론을 내 렸습니다.
초신성에 대해 자세히 알아보십시오 :
- 별을 합병하면 가장 밝은 초신성이 본 적이 있습니다
- 초신성 폭발을 일으키는 것은 무엇입니까?
- 저 질량 초신성은 우리의 태양계 생성을 촉발시켰다
초강성 초신성이란 무엇입니까?
광도의 최신 도약은 천만의 한 자만이 크지 않지만 여전히 인상적입니다. 초강대일 초신성은 IA 초신성 유형보다 약 10 배나 빛나고 있으며, 이는 흰색 난쟁이의 별이 산산조각이있는 폭발로 구동됩니다. 그리고 그것은 생후가 끝날 때 거대한 별의 핵심의 파열에 의해 구동되는 다른 주요 유형 인 Supernova 유형 II Supernova의 강력한 100 배입니다.
.최초의 초강성 초신성은 2005 년에 발견되었으며 2011 년 샌디에고 주립 대학의 Robert Quimby 교수의 연구에 의해 2011 년에 별개의 별 폭발로 널리 알려져 있습니다.
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그들의 존재는 천문학 공동체에 큰 충격으로왔다. 버밍엄 대학교의 매트 니콜 (Matt Nicholl) 박사는“우리는 모든 종류의 폭발적인 별을 발견했다고 생각했다. “세상에서 우리는 어떻게 가장 밝은 것들을 그리워 했습니까?”
초강성 초신성이 21 세기까지 눈에 띄지 않는 한 가지 이유는 극히 드물기 때문입니다. 또 다른 이유는 망원경을 가진 초신성 검색이 천문학 자와 함께 큰 은하에 집중하는 경향이 있었기 때문입니다.
그러나 자연은 다른 아이디어를 가지고있었습니다. 그것은 초대형 초신성을 난쟁이 은하에 넣었습니다. Nicholl은“광범위한 시야를 가진 로봇 망원경의 출현만으로도 우리의 그물에 잡힌 난쟁이 은하였습니다. “그 일이 시작되면 우리는 초강대민 초신성을 발견했습니다. 지금까지 약 100 명이 발견되었습니다.”
초강성 초신성을 일으키는 원인은 무엇입니까?
그런 우주의 대규모 폭발로 어떤 종류의 별이 폭발하고 있습니까? 가장 큰 단서는 폭발의 스펙트럼에서 비롯됩니다. 빛이 에너지 또는 동등한 주파수에 따라 빛이 다른 방식입니다. 천문학자는 탄소, 산소 및 네온과 같은 무거운 원소의 스펙트럼 지문을 볼 수 있지만 가장 가벼운 두 원소 인 수소와 헬륨은 볼 수 있습니다. 이것이 의미하는 바를 파악하려면 별의 진화에 대해 무언가를 이해해야합니다.
태양과 같은 별은 수소 원자의 코어 또는 핵을 융합하여 헬륨을 만들고, 부산물은 햇빛입니다. 그러나 태양보다 8 ~ 25 배 사이의 별에서는 코어의 조건이 헬륨을 탄소에 융합시키고, 탄소로, 산소로, 네온으로의 산소 등을 융합시킬 정도로 밀도가 높아질 수 있습니다. 잠재적으로, 이러한 융합 반응은 철까지 올라갈 수 있으며,이 시점에서 그들은 더 이상 열을 생성하는 것을 중단합니다 (코어의 뜨거운 가스, 더 이상 중력을 분쇄하는 것을 막을 수없고 즉시 붕괴 될 수 없음).
.결과는 양파와 같은 구조를 가진 별입니다. 가장 무거운 원소는 각각의 연속적인 층이 더 가벼운 요소를 함유하고 헬륨에서 정점에 이르고 결국 외부 맨틀의 수소를 함유 한 핵심에 있습니다. Nicholl은“어떻게 든 초강성 초신성으로 폭발하는 별들은이 수소와 헬륨을 잃어 버렸습니다.
별이 수소와 헬륨의 외부 맨틀을 벗겨내는 명백한 방법은 항성 바람을 통해서, 태양에서 날아가는 1,000,000mph 태양 바람과 비슷하지만 훨씬 강력합니다.
.문제는 수소와 헬륨 맨틀과 혼합 된 무거운 원소를 혼란스럽게하는 별에서는 별의 바람이 더 강하다는 것입니다. 그러나 초강성 초신성의 전구체가 위치한 저 질량 은하는 그러한 원소가 부족하다. 기본적으로 은하의 약한 중력이 초기 세대의 별에서 단조 된 무거운 요소에 매달려 평범한 초신성에 의해 우주로 폭발 할 수 없었기 때문입니다.
.별이 수소와 헬륨의 맨틀을 벗겨내는 또 다른 방법은 가까운 이진 별 시스템에 있고 거대한 동반자 별의 중력이 그것을 벗겨 낸 경우입니다. Nicholl은“이것은 가장 가능성이 가장 높은 것 같습니다
전력은 어디에서 오는가?
64,000 달러의 질문은 물론입니다.이 메가 스텔라 폭발의 힘은 무엇입니까? 명백한 가능성은 전원이 궁극적으로 중력 에너지 인 표준 초신성의 수프 버전 일뿐입니다.
중력 에너지를 이해하려면 슬레이트가 지붕에서 지붕에서 떨어지는 것을 생각하십시오. 슬레이트의 중력 전위 에너지 (지구의 중력장에서 높이로 인한 에너지)는 운동, 소리 및 열의 에너지로 전환됩니다. 마찬가지로, 별의 핵심이 파괴 될 때, 그것은 수많은 20 만 개의 슬레이트가 떨어지고, 엄청난 양의 열로 변환되는 엄청난 양의 중력 에너지를 초래합니다. 아이러니하게도 폭발을 일으킨다!
초강성 초신성에서, 스펙트럼은 5 내지 20 개의 태양 질량의 산소가 배출된다는 것을 보여준다. 이에 비해, 2 ~ 4 개의 태양 질량의 산소가 IC 초신성에서 배출되는데, 이는 수소와 헬륨의 표준 별에서 발생합니다.
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의미는 별이 정상적인 초신성을 담당하는 별보다 몇 배 더 크기 때문에 표준 폭발로 인해 10 배의 빛나는 것으로 만들어지지 않을 것입니다.
초 고상한 초신성이 표준 초신성의 단순히 수프 버전이 아닌 이유에 대한 클린 처는 정상적인 초신성이 한 달 정도 밝게 유지된다는 것입니다. Nicholl은“그러나 초강성 초신성에 전력을 공급하기 위해서는 이러한 요소의 20 개 질량과 같은 것이 필요합니다. “우리는 약 20 개의 태양 질량의 산소를 볼 수 있지만 동등한 양의 니켈과 코발트를 보지 못합니다.”
.초강성 초신성의 또 다른 가능한 메커니즘은 폭발 파를 포함하여, 약 10,000km의 공간을 통해 2 초에 팽창하여 폭발 전에 약간의 속도로 발사 된 물질의 물질 껍질로 슬래 밍됩니다. 폭발 파의 빠른 속도는 ejecta에 매우 효율적으로 가열되어 운동 에너지를 엄청나게 많은 열과 빛으로 변환합니다.
Nicholl은“문제는 초강성 초신성의 스펙트럼에서 느리게 움직이는 증거가 없다는 것입니다.”라고 Nicholl은 말합니다.
이것은 초강성 초신성 엔진의 최종 후보를 남깁니다. 코어가 줄어들면 종말점은 중성자 별과 같은 소형 객체입니다. 태양과 비슷하지만 에베레스트 산의 크기에 불과한 질량을 가진 그러한 물체는 팔을 뽑는 아이스 스케이터가 더 빨리 회전하는 것과 같은 이유로 빠르게 회전 할 것으로 예상됩니다. 사실, 그러한 물체는 초당 1,000 배나 빠르게 회전 할 수 있습니다!
Nicholl은“이러한 특별한 플라이휠은 그 에너지를 바깥쪽으로 옮길 수있는 방법이 있다면 초강성 초신성에 활력을 불어 넣을 수있는 충분한 회전 에너지를 가지고 있습니다. “다행히도 있습니다.”
별의 핵심이 치명적으로 파괴 될 때, 별이 소유 한 자기장은 엄청나게 집중되고 증폭됩니다. 중성자 별은 엄청난 자기장으로 끝날 수 있습니다.이 중성자 별은 '마그네타'로 알려져 있습니다. 이러한 마그네타의 자기장은 범위 10 (1 조) ~ 10 조 (1,000 조) 가우스 (자기장을 측정하는 단위) 일 수 있습니다. 비교를 위해, 최소 필드조차도 냉장고 자석보다 1,000 억 배 더 강합니다.
문제는 자기장이 클수록 주변 재료와 더 많이 상호 작용 하고이 상호 작용이 마그네타의 회전을 더 빠르게 '브레이크'하는 것입니다. Nicholl은“한 달 동안 초신성을 밝게 유지하려면 더 낮은 자기장이 필요합니다. "약 10 ~ 10 개의 가우스에 달콤한 지점이 있습니다."
마그네타가 별이 배출 한 재료에 에너지를 공급하는 정확한 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다. 그러나 Nicholl은 중심에 대한 마그네타르-엔진에 대한 아이디어를 증명하거나 반증 할 수있는 방법이 있다고 말합니다. 그 자기장은 너무 강해서 주변 진공에서 전자-포시 트론 쌍을 불러 일으킬 것이며, 그 이후의 소멸은 고 에너지 빛의 독특한 스파이크 또는 감마선을 만들어야합니다. Nicholl은“감마 광선의 탈출은 마그네타의 스핀 다운을 정확하게 추적해야합니다.
Quimby는“Magnetar 모델은 대부분의 초대형 초신성에 전력을 공급하기위한 확률이 가장 좋아한다고 생각합니다. “일부 초신성은 중성자 별의 탄생을 표시하고, 그러한 짐승들로부터의 에너지의 작은 부분 만 두드리는 것은 놀라운 불꽃 놀이를 만들기에 충분해야합니다.”
.그러나 모든 사람이 마그네타가 초강성 초신성의 엔진이라는 데 동의하는 것은 아닙니다. 일본의 천문 전망대 타카시 모리 야 (Takashi Moriya) 박사는“저는 활기 넘치는 초신성의 이젝트가 거대한 상황과 충돌하고 초신성 운동 에너지가 효율적으로 방사선으로 전환되는 메커니즘을 선호한다. 그러나 그는 다음과 같이 인정합니다.“초신성을 매우 밝게 만드는 단일 메커니즘이 없을 수도 있습니다.”
.초강성 초신성 검색
최초의 100 개의 초강대일 초신성을 찾는 데 거의 20 년이 걸렸지 만 2023 년 10 월 칠레에서 운영되기 시작할 때 Vera C Rubin 전망대에 의해 발견 속도가 곧 높아질 것입니다. 망원경은 밤새 밤새 하늘 전체를 관찰 할 것입니다. Nicholl은“이 능력은 분야를 완전히 변화시킬 것입니다. "15 년 만에 100 개 대신 매년 1,000 개의 초대형 초신성을 발견 할 것으로 예상됩니다!"
Hubble의 후속 인 NASA의 James Webb Space Telescope는 더 많은 군침이 도는 전망을 제공 할 것입니다. 6.5m 거울 (허블의 수집 영역의 4.5 배)을 사용하면 더 먼 거리에서 초강성 초신성을 감지 할 수 있습니다.
우주의 새벽에는 오늘날보다 더 많은 난쟁이 은하가 존재했습니다. 왜냐하면 그들은 오늘날 우리가 볼 수있는 은하계와 같은 거대한 은하를 형성하기 위해 합쳐질 시간이 없었기 때문입니다. 그들은 또한 별들이 그들을 합성하기 위해 빅뱅 이후 시간이 없었기 때문에 무거운 요소로 고갈되었습니다. 그리고 빅뱅 이후에 1 세대의 별이 괴물이었을 것이라고 믿는 이론적 인 이유가 있습니다. Nicholl은“초강력 초신성은 처음에는 쉽게 더 일반적 일 수 있습니다.
이것은 흥미로운 가능성을 제기합니다. 혈액의 철, 뼈의 칼슘, 숨을 쉴 때마다 폐를 채우는 산소입니다.이 모든 것은 지구와 태양이 태어나 기 전에 살아서 죽은 별 내부에서 만들어졌습니다. 아마도 초강성 초신성은 우주에서 무거운 요소의 상당 부분을 기여했을 것입니다. 이 경우 초강성 초신성의 과일을보기 위해 멀리 볼 필요가 없습니다. 그냥 손을 잡고!
첫 번째 폭발적인 별은 약 2,000 년 전에 중국 천문학 자들이 기록했습니다. 그러나 천문학 자들은 1931 년이 되어서야 1931 년이 되어서야 2005 년까지는 슈퍼 서퍼 폭발이 아닌 초기 폭발이 아니라는 것을 깨달았습니다. 명백한 질문은 :우리가 지금까지 놓친 더 큰 별 폭발이 있습니까? Nicholl은“나는 그것에 반대하지 않을 것입니다
Quimby는“초강성 초신성은 적어도 현지에서 초신성이 가능한 것의 한계를 표시 할 수 있습니다. "큰 예외는 초기 우주에서만 존재한다고 생각한 가상의 쌍 인스티 가능성 초신성입니다."
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130 ~ 250 태양 질량의 별에서 발생할 것으로 예상되는 쌍 인스턴트 가능성 초신성에서, 내부는 너무 뜨거워서 내부의 감마선이 존재하는 전자-포지트론 쌍에 활용됩니다. 이로 인해 열압 반대 중력
핵심을 분쇄하려고 노력하면서 치명적인 붕괴와 타이타닉 폭발을 일으키고 별을 스미스 레인즈에게 불립니다.
한 쌍의 인상성 초신성은 초강성 초신성보다 100 배 더 밝게 빛날 것입니다. 이러한 초신성은 James Webb Space Telescope에 의해 감지 될 수 있습니다. Quimby는“이국적인 폭발의 사냥꾼으로서 우주에서 찾을 수있는 더 많은 놀라움이 있다고 생각합니다.”
.- 이 기사는 BBC Science Focus Magazine의 373 호에 처음 등장했습니다. - 여기에서 구독하는 방법을 알아보십시오
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