중성자 별 “블랙 위도우”는 굽고있는 별을 공전하는 데 1 시간이 걸립니다.

우리 태양은 이 은하계에 홀로 있으며, 태양과 함께 공전하는 가까운 동반자는 없습니다. 그러나 쌍성계는 매우 일반적이며 우리의 가장 가까운 이웃은 삼중성계인 것 같습니다. 얼마나 많은 다른 유형의 별이 있는지를 감안할 때, 많은 다중 항성 시스템은 비교적 규칙적인 별과 함께 공전하는 불안정한 거대 별과 함께 독특한 유기적 혼합물을 가지고 있습니다.

네이처(Nature)의 수요일 호에서 연구자들은 희귀성인 “블랙 위도우” 중성자 별을 보고했는데, 이 중성자별은 동반자와 함께 방사선을 쏘아 폭발시킬 만큼 충분히 가깝습니다. 이 과정이 계속되면 결국 별이 증발하고 죽게 될 것입니다. 그리고 좋은 측정을 위해 쌍에는 고대의 희귀한 왜성인 먼 동반자가 있습니다.

이상 징후 검색

아카이브 작업 시작 Zwicky 교통 시설. ZTF는 이틀에 한 번씩 북반구 하늘 전체를 조사하도록 설계되었으며 소프트웨어를 사용하여 변화하는 모든 것을 찾아냅니다. 종종 이것은 무언가가 폭발하고 있음을 의미할 수 있습니다. 별이 초신성으로 폭발했기 때문에 갑자기 불이 켜집니다(어떤 경우에는 처음으로 지구에서 보이기도 함).

그러나 이 검색은 밝기의 일시적인 변화, 즉 주기적으로 켜지고 다시 희미해지는 것들을 찾았습니다. 이것은 종종 궤도를 도는 짝 때문이며, 연구자들은 두 별이 우리 태양계에 꼭 맞는 거리에서 서로 궤도를 도는 가까운 쌍성을 찾기 위해 검색을 사용하고 있습니다. 두 별은 지구의 관점에서 서로를 가리기 때문에 지구에 도달하는 총 빛의 양은 주기적으로 변합니다.

설문조사에서 나온 것 중 하나는 ZTF J1406 + 1222였는데… 이상했습니다. 후속 관찰을 통해 시스템의 빛이 사인파와 같은 패턴을 보이며 규칙적으로 상승 및 하강하는 것으로 확인되었습니다. 그러나 그녀는 1시간이 채 안 되는 빈도로 짧은 일정으로 그 일을 했습니다. 일부 파장의 빛이 다른 파장보다 더 큰 변화를 보였기 때문에 이러한 현상은 일식으로 인한 것이 아닙니다. 일부 파장은 1시간 주기 동안 강도의 13배 차이를 경험했습니다. ZTF J1406 + 1222가 개기일식을 포함한다면 대부분의 파장은 비슷한 강도 변화를 겪을 것입니다.

명백한 설명이 효과가 없는 것 같다는 점을 감안할 때, 연구자들은 덜 분명하지만 여전히 그럴듯한 설명으로 눈을 돌렸습니다. 그리고 그들이 선호하는 별에는 보이지 않는 가까운 동반자가 공전하는 별도 포함되어 있습니다. 그러나 이 경우에 보이지 않는 동반자는 별을 가열하는 엄청난 양의 복사를 생산하고 있었습니다. 이 과정은 본질적으로 “낮” 쪽에 복사열을 띠는 별을 만들어내므로 더 활기차고 더 밝으며 “밤” 면이 별의 내부 밝기를 방출합니다.

이러한 종류의 광도 차이를 얻으려면 얼마나 많은 에너지가 필요합니까? 연구원들은 이를 완전히 쓸모없는 ergs/sec 단위로 추정합니다. 적어도 어느 정도 이해할 수 있는 단위를 넣으십시오. 대략 10이 될 수 있습니다.¹² 초당 메가톤. 대부분의 기준에 따르면 많은 양의 방사선입니다.

거미줄 없는 거미

이러한 유형의 방사선을 생성할 수 있는 것은 몇 가지뿐입니다. 연구원들은 스펙트럼의 자외선 영역에서 많은 방사선을 생성하는 백색 왜성을 제외했습니다. ZTF J1406 + 1222는 잉여가 많지 않은 것 같으며, 이는 백색 왜성이 있을 가능성이 낮다는 것을 의미합니다. 이것은 중성자별을 가장 가능성 있는 설명으로 남깁니다.

중성자별에 가까운 시스템이 관찰된 것은 이번이 처음이 아닙니다. 우리는 그들이 자신의 용어를 선택했다는 것을 충분히 보았습니다. 식별된 첫 번째 사람이 이름을 선택했습니다.블랙 위도우 펄서‘ 중성자별이 동반자를 파괴하기에 충분한 방사선에 담그고 있는 경우 유사한 시스템의 후속 발견은 블랙 위도우 쌍성으로 함께 그룹화되어 스파이더 쌍성의 일반적인 분류의 하위 집합이 되었습니다.

ZTF J1406 + 1222를 자세히 살펴보면 별의 스펙트럼에 수소 흡수선이 있음을 알 수 있습니다. 대부분의 별이 많은 방출을 하는 고에너지 수소로 구성되어 있다는 점을 고려할 때 이것은 매우 이례적인 일입니다. 그러나 이 경우 복사는 환경으로부터 복사를 흡수할 수 있는 별에서 많은 양의 수소를 밀어낸 것으로 보입니다. 이것은 이것이 별이 증발할 예정인 블랙 위도우 시스템이라는 생각과 일치합니다.

ZTF J1406 + 1222는 현재까지 확인된 가장 가까운 블랙 위도우 듀오로, 그것이 어떻게 형성되었는지에 대한 의문을 제기합니다. 그러나 이러한 질문은 시스템의 블랙 위도우의 이진 부분을 넘어선 것입니다. 관측은 또한 이웃 별이 중력에 의해 결합되어 별 3개 시스템이 될 가능성이 있음을 보여주었습니다. 그리고 물론, 이 별 역시 이상한 편에 속합니다. (나는 이것을 만들어내는 것이 아닙니다) 멋진 하위 왜성이라고 불리는 부류에 속합니다. 이들은 매우 오래되었고 수소와 헬륨 이외의 매우 낮은 수준의 원소를 함유하고 있습니다.

마지막으로, 이 시스템의 개별 구성 요소가 이상할 뿐만 아니라 시스템 전체가 매우 이상합니다. 외부 동반자는 약 600천문 단위(1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리) 주위를 공전합니다. 이 거리에서 중력은 작고 어떤 방해도 삼성계를 깨뜨릴 수 있습니다. 이는 시스템의 궤도가 은하핵에 접근하고 중성자별이 형성될 때 초신성 폭발을 보았을 수 있기 때문에 특히 이상합니다. 이는 ZTF J1406 + 1222가 지금 해체할 충분한 변명이 있음을 의미합니다.

이 모든 것이 그것을 발견한 사람들의 주요 결론을 강화합니다. ZTF J1406 + 1222는 많은 추가 모니터링이 필요한 흥미로운 시스템입니다.

성질을 가다듬다2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-04551-1 (DOI 정보).