오래 전 AD132 년에 제국 천문학 자 Zhang Heng은 지진 탐지기를 설계했습니다. 후기 한 왕조의 역사 그의 독창적 인 발명은 중국 황제에게 제국의 원격 전초 기지에서 치명적인 지진 사건을 경고 할 것이라고보고했다.
장 재구성은 아래에 나와 있습니다. 각 드래곤은 치아에 작은 금속 공을 담그고 청동 두꺼비의 열린 입은 아래에서 넓습니다. 먼 지진으로 인한 희미한 떨림으로 인해 용기 내의 막대가 지진을 향해 향하는 용의 입을 열어 놓는 레버를 당기는 데 균형을 잡습니다. 공이 풀리고 두꺼비의 대기 입으로 가득 차 있습니다.
지진에서 우주산까지
거의 2 천 년 동안 빨리 전달되고 중력파 관측소는 이제 우주의 멀리 떨어진 지역에서 일상적으로 우주 소송을 감지합니다. 2017 년 8 월 미국의 두 리고 탐지기는 이탈리아 피사 근처의 새로 업그레이드 된 처녀 자리 탐지기와 합류했습니다. 분할 두 번째 정확도로 각 검출기에서 희미한 우주의 도착 시간을 결정함으로써 중력 잔물결의 원천의 방향을 잘 고정 할 수 있습니다. 이것은 천문학자가 중력파를 생성하는 치명적인 폭발의 눈에 보이는 신호를 찾을 수 있도록 귀중한 정보입니다.
8 월 17 일에 3 개의 악기는 Ligo가 감지 한 4 개의 이전 사건과는 상당히 다른 신호를 획득했습니다. GW170817로 카탈로그했습니다. 불과 1.7 초 후 NASA의 Fermi Gamma-ray Space Telescope는 하늘의 같은 지역에서 나오는 짧은 감마선 버스트를 감지했으며 전 세계 망원경이 마샬링되어 감마 방사선을 생성 한 사건의 빛나는 불씨를 찾을 수있었습니다. 12 시간 안에 감마선 버스트의 출처가 추적되었습니다.
이것은 중력파 신호에 대한 광학 대응 물의 첫 발견이었으며 천문학의 역사에서 가장 관찰 된 사건 중 하나가되었습니다. 중력파와 짧은 감마선 버스트는 NGC 4993으로 알려진 은하에서 1,300 만 광년 떨어진 킬로노바에 의해 생성되었습니다.
킬로 노바는 노바와 초신성 사이의 새로운 종류의 별 폭발을 형성합니다. 그들은 노바보다 약 1 천 배나 밝습니다. 이것이 그들의 이름의 이유입니다. 그럼에도 불구하고, 그들은 초신성의 1 천에서 10 분의 1에 불과합니다. 우리는 이제 킬로 노바가 한 쌍의 중성자 별이 충돌하고 병합 될 때 생성 된 멋진 폭발이라는 것을 알고 있습니다.
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중성자 별 충돌
중성자 별은 거대한 원자 핵과 같습니다. 별의 전체 질량은 핵 밀도로 압축됩니다. 그것들은 우주에서 가장 이상한 대상 중 하나입니다. 일반적으로 1.5 반 태양 질량은 직경이 20 ~ 30km에 불과한 구체로 포장됩니다. 우주 표준에 의해 작지만 엄청나게 조밀 한, 중성자 별 티스푼의 질량은 10 억 톤을 초과합니다. 차 한잔에 저어주세요!
GW170817 이벤트가 충돌 한 중성자 스타는 이전 장에서 탐구 된 헐스 - 테일러 이진 시스템과 비슷한 역사를 가지고 있다고 추정됩니다. 수백만 년에 걸쳐 중력파의 방출로 인해 에너지를 잃어 버렸기 때문에 점차적으로 함께 나선형을 일으켰을 것입니다. 이 파도의 진폭은 치명적인 만남 전에 100 초 전에 거의 만지는 거리 내에 올 때까지 감지하기에는 너무 작았습니다.
중성자 별은 중성자로 구성된 이국적인 형태의 물질로 구성됩니다. 이러한 물질은 중성자 별의 극단적 인 중력 교살 안에만 존재합니다. 충돌로 자유롭게 분쇄 된 조각은 극도로 불안정하고 극적이고 폭력적인 결과로 즉각적인 방사성 붕괴를 겪을 것입니다. 중성자는 전자와 중성미자의 방출로 양성자로 변형 될 것이다. 중성자가 풍부한 중성 핵은 감마 방사선의 불꽃으로 더 안정적인 가벼운 핵으로 형성되어 빠르게 붕괴 될 것입니다.
이것은 Fermi 위성에 의해 감지 된 짧은 감마선 버스트의 기원입니다. 합병에서 방출되는 재료의 진행중인 방사성 붕괴는 킬로 노바의 가시적 인 사후를 생성합니다. GW170817 이벤트에서 합병 된 중성자 별은 궁극적 인 붕괴를 겪고 블랙홀을 형성 한 것으로 여겨집니다.
중금속의 탄생
중성자 스타 충돌은 우주의 신비 중 하나에 대답 할 수 있습니다. 백금 및 금과 같은 헤비급 원자는 어떻게 생성 되었습니까? 거대한 별은 일련의 핵 융합 공정을 통해 에너지를 생성하여 궁극적으로 별의 핵심을 철과 니켈로 변형시킵니다. 결국, 융합 반응과 핵심은 붕괴에 의해 더 이상 에너지를 생성 할 수 없으며, 상사로서 별의 폭발을 일으킨다. 철과 니켈의 폭발적인 코어는 광대 한 고 에너지 양성자와 중성자로 목욕을했으며, 이것은 우라늄과 플루토늄까지 무거운 핵의 기원을 설명하는 것이 오랫동안 생각되었습니다. 그러나, 최근의 컴퓨터 시뮬레이션은 핵 합성에 필요한 극단적 조건이주기적인 테이블 에서은을 넘어 이웃을 넘어 요소를 생성하기에 충분히 오래 지속되지 않을 수 있다고 제안합니다. 이것은 우리에게 수수께끼를 나타냅니다. 모든 무거운 요소는 어디에서 왔습니까?
David Eichler, Mario Livio, Tsvi Piran 및 David Schramms는 1989 년에 중성자 별 충돌이 무거운 요소가 합성되는 대안 과정을 제공 할 수 있다고 제안했습니다. 이것은 당시 그러한 사건이 금, 우라늄 및 우리가 은하계에서 찾은 기타 요소를 설명하기에는 너무 드물다고 가정했을 때 거의지지를받지 못했습니다.
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성간 금 러시
GW170817 신호를 생성 한 중성자 스타 합병의 컴퓨터 모델은이 사건에서 지구 질량의 약 20,000 배를 배출 할 수 있음을 보여줍니다. 이 재료는 빛의 약 5 분의 1에서 폭발하여 은하계 전체에 넓고 넓게 분산 될 것입니다. 그것은 골드 핵의 백만 분당 약 10 개 부분을 포함하여 무거운 원소의 형태 일 것이므로 킬로 노바에서 생성 된 금 먼지의 총 금액은 지구 질량의 약 5 분의 1입니다. 최근 Kilonova의 관찰은 컴퓨터 모델이 정확하다는 것을 시사합니다.
그러나 이러한 사건은 관찰 된 무거운 요소를 설명하기에 충분히 자주 발생합니까?
그물 강화
가장 큰 문제는 무거운 요소가 비정상적인 사건에서 상대적으로 소량으로 생산되는지 또는 매우 드문 사건에서 매우 많은 양으로 생산되는지 여부입니다.
후자의 가능성에 대한 지원은 최근에 발견 된 드워프 은하에서 Reticulum II로 제공됩니다. 2015 년에 발견되었고 망상의 모호한 남부 별자리에 위치한이 갤럭시는 97,000 광년 거리에있는 은하수의 가까운 동반자입니다. 대부분의 난쟁이 은하에는 무거운 요소가 거의 포함되지 않습니다. 대조적으로, Reticulum II의 별과 성간 가스에 상당한 양의 무거운 원소가 존재한다.
초신성 폭발은 특이한 사건입니다. 30 년마다 은하계에서 발생하는 것으로 추정되지만 대부분은 성간 먼지 구름으로 우리에게 숨겨져 있습니다. 드워프 은하의 가장 약한 은하에서도, 우리는 적어도 10 만 년마다 한 번에 초신성을 기대할 것이므로, 무거운 요소가 초신성에서 생산되면, 우주의 13.8 억 년 동안 무거운 요소는 중요한 수준까지 올라갈 것입니다. 중성자 별 충돌은 너무 드물기 때문에 대부분의 난쟁이 은하가 그러한 사건을 주최 한 적이 없으며, 왜 대부분의 난쟁이 은하에 무거운 요소가 포함되어 있지 않은지 설명 할 수 있습니다.
.Reticulum II Dwarf Galaxy는 단순히 Neutron Star Collision Lottery의 승자 인 것처럼 보입니다. 포함하는 모든 무거운 요소는 아마도 그러한 단일 이벤트에서 생산되었을 것입니다. 이것은 오래 전에 우리 환경의 대부분의 무거운 요소가 이런 식으로 생성되었다는 중요한 상황 증거를 제공합니다.
차트 (위)는 현대의 천체 물리학에 따라 주기율표에서 각 요소의 기원을 나타냅니다. (차트는 특정 핵이 위조되는 최종 과정만을 보여줍니다. 대부분의 핵은 아마도 매우 다른 과정의 순서에 따라 생성됩니다. 예를 들어, 붕소 핵은 COSMIC 광선이 탄소 핵을 치고 양성자를 제거 할 때 생성되지만, 탄소 핵은 별이나 수퍼 노바 폭발로 생성되었을 것입니다.)
.금 반지
수소 원자 이외의 신체의 모든 원자가 별 안에서 생성되어야한다는 것은 놀라운 사실입니다. 손가락의 금 고리에있는 원자가 중성자 별 충돌로 만들어 졌다는 것은 훨씬 더 놀랍습니다. 그리고 긴 감마 광선 터스트는 무엇입니까? 그것은 다음 장의 주제입니다.
이것은 우주 미스터리 투어에서 의 편집 된 추출물입니다. 2019 년 1 월 31 일에 나오는 Nicholas Mee (£ 16.99, OUP)
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