2022년 10월, 하늘에서 우주 폭발을 모니터링하기 위한 조사가 시작되었습니다. 양말 속의 개구리처럼.

이유? 24억 광년 떨어진 곳에서 지금까지 기록된 것 중 가장 큰 감마선 폭발이 일어났습니다. GRB 221009A라는 사건은 사상 최고치인 18 TeV를 기록했고 너무 강력해서 지구 대기권을 뒤흔들었습니다.

The Boat(가장 밝은 별)라는 별명을 가진 이 사건은 나중에 거대한 별의 폭력적인 죽음의 결과로 블랙홀이 탄생한 것이라고 결정했습니다.

이제 최첨단 조명에 대한 새로운 분석을 통해 이 폭발의 복잡성이 드러났고, 모든 감마선 분노에도 불구하고 보트는 실제로 놀라울 정도로 평범했고, 우리가 예상하지 못했던 일이라는 사실이 밝혀졌습니다.

“이전의 초신성보다 더 밝지 않습니다.” 천체 물리학자 피터 블랜차드(Peter Blanchard)는 이렇게 말합니다. 미국 노스웨스턴 대학교 출신.

“에너지가 덜한 감마선 폭발(GRB)과 관련된 다른 초신성의 맥락에서 볼 때 매우 자연스러운 것처럼 보입니다. 매우 활동적이고 밝은 GRB를 생성하는 동일한 붕괴 별도 매우 활동적이고 밝은 초신성을 생성할 것으로 예상할 수 있습니다. “그렇지 않습니다. 우리는 매우 빛나는 GRB를 가지고 있지만 그것은 일반적인 초신성입니다.”

감마선 폭발 그것은 우주에서 지금까지 본 것 중 가장 강력한 폭발이다. 그것은 이름에서 알 수 있듯이 우주에서 가장 강력한 빛인 감마선의 폭발로, 태양이 100억년 동안 방출하는 것과 동일한 에너지를 10초 만에 폭발시킬 수 있습니다.

우리는 GRB를 생성할 수 있는 최소한 두 가지 주요 사건을 알고 있습니다. 거대한 별이 초신성이 될 때 블랙홀이 형성되거나, 두 개의 중성자별이 합쳐지면서 발생하는 초신성입니다.

감마선 폭발을 생성하는 신성 유형은 우주에서 무거운 원소를 생성하는 역할도 하는 것으로 생각됩니다. 문제는 별이 창조되기 전까지는 무거운 원소가 존재하지 않았다는 것입니다.

별은 대부분 우주에 풍부한 수소 가스로 이루어져 있지만 원자핵을 서로 충돌시켜 더 무거운 원소를 형성합니다. 철 원자의 융합은 생성되는 에너지보다 더 많은 에너지를 흡수하기 때문에 이는 철에도 적용됩니다.

그러나 거대한 우주 폭발의 격렬한 진통 중에 철보다 무거운 원소가 형성될 수 있습니다. 우리는 그것을 보았습니다! 중성자별 충돌로 인해 과학자들은 핵융합으로 형성되기에는 너무 무거운 원소를 발견했습니다.

하지만 우리가 모르는 것이 많습니다. 이러한 원소를 생성할 가능성이 가장 높은 폭발의 범위를 좁힐 수 있다면 우주가 어떻게 물질을 만드는지뿐만 아니라 그러한 폭발이 얼마나 흔한지 이해할 수 있는 새로운 도구를 갖게 될 것입니다.

따라서 당연히 Blanchard와 그의 동료들은 GRB 221009A가 방출하는 빛에 무거운 원소의 징후가 있는지 확인하기를 원했습니다.

하지만 그들은 기다려야 했습니다. 폭발음이 너무 강해서 우리 장비의 눈이 멀었습니다.

“GRB 폭발은 너무 밝아서 폭발 후 첫 몇 주와 몇 달 동안 초신성의 흔적이 전혀 보이지 않았습니다.” 블랜차드는 설명한다.

“이때 소위 GRB의 잔광이 마치 직진하는 자동차의 헤드라이트처럼 보였기 때문에 자동차 자체를 볼 수 없었습니다. 그래서 우리는 그것이 크게 희미해질 때까지 기다려서 우리에게 기회를 주었습니다. 초신성을 보세요.”

폭발이 처음 목격된 지 약 6개월이 지나서야 연구자들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 적외선 파장의 빛을 관찰할 수 있었습니다. 이런 방법으로 그들은 초신성 자체가 상대적으로 정상적이라는 것을 결정할 수 있었습니다. 그토록 밝은 이유는 감마선 폭발이 지구를 직접 겨냥했기 때문일 것입니다.

다음으로 연구원들은 제임스 웹 우주 망원경 데이터와 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 어레이의 전파 관측을 결합하여 중원소의 존재와 일치하는 특정 파장 대역을 검색했습니다. 그러나 그들은 초신성에서 상당히 표준적인 칼슘과 산소 같은 물질을 발견했지만 중원소 생성의 흔적은 없었습니다.

이제 중성자별이 합쳐지는 속도는 우리가 우주에서 볼 수 있는 무거운 물질의 양을 생성하기에 충분하지 않습니다. GRB 221009A와 같은 거대한 폭발이 원인일 것으로 예상되었지만 무거운 원소가 없다는 점은 우리가 그것에 대해 틀렸다는 것을 암시합니다.

따라서 우리는 범인을 식별할 수 있는지 알아보기 위해 다른 잠재적인 출처를 조사할 필요가 있다고 연구원들은 말합니다.

“우리는 이러한 무거운 원소의 흔적을 보지 못했습니다. 이는 보트와 같은 매우 강력한 감마선 폭발이 이러한 원소를 생성하지 않는다는 것을 의미합니다.” 블랜차드 라고.

“이것은 모든 GRB 폭발이 이를 생성하지 않는다는 것을 의미하지는 않지만 이러한 무거운 원소가 어디서 오는지 계속 이해하기 때문에 필수적인 정보입니다. JWST를 통한 향후 관찰을 통해 BOAT의 '자연' 사촌이 이러한 원소를 생성하는지 여부가 결정될 것입니다. 강요.”

결과는 다음과 같이 출판되었습니다. 자연 천문학.