킬로노바

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두 중성자별이 중력파 방출을 통해 충돌해 킬로노바로서 폭발하는 과정을 나타낸 모습.

킬로노바(kilonova)는 중성자별 쌍이나 중성자별과 블랙홀로 이루어진 연성계에서 두 천체가 충돌할 때 일어나는 순간적인 현상으로, 매크로노바(macronova)나 R-과정 초신성(r-process supernova)이라고도 한다. 킬로노바는 무거운 R-과정 핵이 등방적으로 방사성 붕괴하여 짧은 감마선 폭발을 일으킬 것이라고 여겨진다.[1] 킬로노바라는 용어는 킬로노바의 최고 밝기가 일반적인 신성(노바)의 1000배 정도라는 점에서 제안되었으며,[2] 이는 일반적인 초신성 밝기의 10~100배 정도이다.[3]

최초로 발견된 킬로노바는 감마선 폭발 SGRB 130603B로, 스위프트 감마선 폭발 임무, WIND, 허블 우주 망원경을 통해 관측하였다.[1] 2018년 10월, 2015년 발견된 감마선 폭발 GRB 150101B가 2017년 발견된 중력파 GW170817과 유사한 현상이라는 주장이 제기되었다. 다양한 전자기파로 관측한 모습이나 현상이 일어난 은하의 환경 등이 매우 유사하여 별개의 사건처럼 보이는 두 현상이 사실은 중성자별의 충돌이라는 같은 원인으로 일어난 사건으로, 둘 모두 킬로노바의 과도적인 상태라는 것으로, 이 주장이 맞다면 기존에 추정되었던 것보다 킬로노바는 상당히 흔한 현상으로 예측된다.[4][5][6][7]

이론[편집]

중력파를 내보내는 주요 원인이기도 한 두 밀집성의 궤도 붕괴 및 충돌은 우주에 R-과정을 통해 원소를 생성하는 주요 원인으로 여겨지며, 이 때 일어나는 폭발이 킬로노바이다.[1][2] 킬로노바 현상의 이론적인 배경은 1998년 제안되었다.[8]

관측[편집]

허블 우주 망원경이 관측한 GW170817의 기원 천체로, 킬로노바가 일어났다.[9]

최초의 킬로노바 관측은 2008년 짧은 감마선 폭발 GRB 080503로,[10] 발생 하루 후 가시광선 및 적외선이 감지되었으며 급격히 어두워졌다. 2013년 발생한 짧은 감마선 폭발 GRB 130603B 또한 킬로노바일 가능성이 제기되었다.[1]

2017년 10월 16일 최초로 중력파 GW170817와 전자기 방사선 GRB 170817ASSS17a을 동시에 관측하여,[11] 원인이 두 중성자별의 충돌로 발생한 킬로노바임을 밝혀냈다.[12]

같이 보기[편집]

각주[편집]

  1. Tanvir, N. R.; Levan, A. J.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. L. (2013). “A 'kilonova' associated with the short-duration γ-ray burst GRB 130603B”. 《Nature》 500 (7464): 547–549. arXiv:1306.4971. Bibcode:2013Natur.500..547T. doi:10.1038/nature12505. PMID 23912055. 
  2. Metzger, B. D.; Martínez-Pinedo, G.; Darbha, S.; Quataert, E.; Arcones, A.; Kasen, D.; Thomas, R.; Nugent, P.; Panov, I. V.; Zinner, N. T. (August 2010). “Electromagnetic counterparts of compact object mergers powered by the radioactive decay of r-process nuclei”. 《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》 406 (4): 2650. arXiv:1001.5029. Bibcode:2010MNRAS.406.2650M. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.16864.x. 
  3. “Hubble captures infrared glow of a kilonova blast”. spacetelescope.org. 2013년 8월 5일. 2018년 2월 28일에 확인함. 
  4. University of Maryland (2018년 10월 16일). “All in the family: Kin of gravitational wave source discovered - New observations suggest that kilonovae -- immense cosmic explosions that produce silver, gold and platinum--may be more common than thought”. 《EurekAlert!》. 2018년 10월 17일에 확인함. 
  5. Troja, E.; 외. (2018년 10월 16일). “A luminous blue kilonova and an off-axis jet from a compact binary merger at z = 0.1341”. 《Nature Communications》 9 (1): 4089. arXiv:1806.10624. Bibcode:2018NatCo...9.4089T. doi:10.1038/s41467-018-06558-7. PMC 6191439. PMID 30327476. 
  6. Mohon, Lee (2018년 10월 16일). “GRB 150101B: A Distant Cousin to GW170817”. 《NASA. 2018년 10월 17일에 확인함. 
  7. Wall, Mike (2018년 10월 17일). “Powerful Cosmic Flash Is Likely Another Neutron-Star Merger”. 《Space.com》. 2018년 10월 17일에 확인함. 
  8. Li, L.-X.; Paczyński, B.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. (1998). “Transient Events from Neutron Star Mergers”. 《The Astrophysical Journal》 507 (1): L59–L62. arXiv:astro-ph/9807272. Bibcode:1998ApJ...507L..59L. doi:10.1086/311680. 
  9. “Hubble observes source of gravitational waves for the first time”. 《www.spacetelescope.org》. 2017년 10월 18일에 확인함. 
  10. Perley, D. A.; Metzger, B. D.; Granot, J.; Butler, N. R.; Sakamoto, T.; Ramirez-Ruiz, E.; Levan, A. J.; Bloom, J. S.; Miller, A. A. (2009). “GRB 080503: Implications of a Naked Short Gamma-Ray Burst Dominated by Extended Emission”. 《The Astrophysical Journal》 (영어) 696 (2): 1871–1885. arXiv:0811.1044. Bibcode:2009ApJ...696.1871P. doi:10.1088/0004-637X/696/2/1871. 
  11. Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R. X.; Adya, V. B.; 외. (LIGO Scientific Collaboration & Virgo Collaboration) (2017년 10월 16일). “GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral”. 《Physical Review Letters》 119 (16): 161101. arXiv:1710.05832. Bibcode:2017PhRvL.119p1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.119.161101. PMID 29099225. 
  12. Miller, M. Coleman (2017년 10월 16일). “Gravitational waves: A golden binary”. 《Nature》. News and Views (7678): 36. Bibcode:2017Natur.551...36M. doi:10.1038/nature24153. 

외부 링크[편집]