설명: NASA가 은하수에서 처음으로 발견한 전파 폭발이란 무엇입니까?

고속 라디오 버스트(Fast Radio Burst)는 지속 시간이 밀리초 단위인 밝은 라디오파 폭발로, 이를 감지하고 하늘에서의 위치를 ​​결정하기 어렵습니다.

이 그림에서 강력한 X선 폭발이 마그네타(중성자 별이라고 알려진 항성 잔해의 초자화 버전)에서 분출합니다. (사진제공: NASA 고다드 우주비행센터/크리스 스미스(USRA)

NASA는 4월 28일 우리은하에서 이전에 관찰된 적이 없는 X선과 전파 신호가 혼합된 것을 관찰했다고 보고했다. 의미심장하게도, 그것이 관찰한 플레어업에는 은하 내에서 본 최초의 고속 전파 폭발(FRB)이 포함되었습니다.

FRB라는 현상의 탐지를 보고한 3개의 논문이 11월 4일 Nature 저널에 게재되었습니다. 그렇다면 FRB는 무엇이며 이 관찰이 중요한 이유는 무엇입니까?

은하수에서 동시 폭발을 발견한 사람은 누구입니까?

동시 폭발의 X선 부분은 NASA의 풍력 임무를 비롯한 여러 위성에서 감지되었으며 무선 구성 요소는 브리티시 컬럼비아의 Dominion 전파 천체 물리학 천문대에 위치한 전파 망원경인 CHIME(Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment)에 의해 발견되었습니다. 몬트리올의 McGill 대학교, 브리티시 컬럼비아 대학교, 토론토 대학교가 주도하고 있습니다.

우리의 @NASA유니버스 관측소는 우리 은하계 내에서 본 최초의 고속 전파 폭발을 감지하는 데 도움이 되었습니다. 이 독특한 사건이 이전에 다른 은하에서만 볼 수 있었던 이러한 폭발의 근원을 천문학자들이 더 잘 이해하는 데 어떻게 도움이 되었는지: https://t.co/sHLlsQXwRC pic.twitter.com/QTec4tHh

- NASA(@NASA) 2020년 11월 4일

또한 STARE2(Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2)라는 NASA 자금 지원 프로젝트에서도 CHIME에서 본 전파 폭발을 감지했습니다. STARE2는 남부 캘리포니아에 있는 Caltech와 NASA의 제트 추진 연구소에서 운영하고 있으며 그 뒤에 있는 팀은 폭발의 에너지가 FRB와 비슷하다고 결정했습니다.

그렇다면 FRB란 무엇인가?

최초의 FRB는 2007년 과학자들이 기원의 근원을 찾기 위해 노력한 이후로 발견되었습니다. 기본적으로 FRB는 전파의 밝은 폭발(전파는 자기장이 변하는 천체에 의해 생성될 수 있음)의 지속 시간이 밀리초 단위이므로 감지하고 하늘에서의 위치를 ​​결정하기 어렵습니다.

4월에 검출된 FRB의 기원은?

우리은하에서 4월에 탐지된 FRB의 근원은 SGR 1935+2154 또는 SGR 1935라고 불리는 마그네타라고 하는 매우 강력한 자기 중성자 별이며, 이것은 Vulpecula 별자리에 위치하며 14,000~14,000~ 41,000광년 떨어져 있습니다.

FRB는 X선 폭발이 1초 미만으로 지속되는 마그네타에서 가장 많이 발생하는 폭발 중 하나였습니다. 반면에 전파 폭발은 1000분의 1초 동안 지속되었으며 이전에 우리은하에서 본 마그네타의 다른 전파 방출보다 수천 배 더 밝았습니다. FRB 관련 버스트는 마그네타의 자극 근처에서 발생했을 가능성이 있기 때문에 예외적일 수 있습니다.

몇 시간 동안 지속된 이 폭발은 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경과 국제 우주 정거장에 장착된 X선 망원경인 NASA의 중성자별 내부 구성 탐색기(NICER)에 의해 포착되었습니다. Express Explained는 이제 Telegram에 있습니다.

마그네타 란 무엇입니까?

NASA에 따르면 마그네타는 중성자별이며, 도시 크기의 부서진 잔해는 우리 태양보다 몇 배나 더 무겁습니다. 그러한 별의 자기장은 매우 강력하여 냉장고 자석보다 10조 배 이상 강하고 일반적인 중성자별보다 천 배 더 강할 수 있습니다.

중성자별은 무거운 별의 중심이 수명이 다할 때 중력 붕괴를 겪을 때 형성됩니다. 이로 인해 물질이 너무 촘촘하게 채워져 그러한 별에서 가져온 각설탕 크기의 물질의 무게도 10억 톤이 넘는데, 이는 NASA에 따르면 에베레스트 산의 무게와 거의 같습니다.

마그네타는 이러한 중성자의 하위 클래스이며 때때로 태양이 수만 년 동안 방출할 수 있는 것보다 1초 미만의 찰나의 순간에 더 많은 에너지로 플레어를 방출합니다. 예를 들어, SGR 1935의 경우, 4월에 방출된 동시 폭발의 X선 부분은 마그네타가 거리 범위의 더 가까운 끝에 있다고 가정할 때 태양이 한 달 동안 생산하는 에너지만큼 많은 에너지를 전달했습니다.

이 관찰이 중요한 이유는 무엇입니까?

지금까지 FRB의 가능한 원인이 무엇인지 설명하려는 다양한 이론이 있었습니다. 이론에 의해 제안된 소스 중 하나는 마그네타였습니다. 그러나 올해 4월 이전에 과학자들은 FRB가 마그네타에서 폭발할 수 있다는 증거가 없었습니다. 따라서 관찰은 특히 중요합니다.

Caltech의 천체 물리학 박사 과정 학생인 Chris Bochenek은 NASA 보도 자료에서 다음과 같이 말했습니다. 대부분의 FRB는 달리 입증될 때까지 마그네타에서 나옵니다.

종합하면, 관측 결과는 SGR 1935가 은하수와 동등한 FRB를 생성했음을 강력하게 시사하며, 이는 다른 은하의 마그네타가 이러한 신호 중 적어도 일부를 생성할 가능성이 있음을 의미한다고 NASA는 말했습니다.

그럼에도 불구하고 FRB가 마그네타와 연결되어 있다는 강력한 증거를 얻기 위해 연구자들은 은하수 외부에서 동일한 소스에서 발생하는 X선 폭발과 일치하는 FRB를 계속 찾을 것입니다.

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