11월 15, 2024

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Betelgeuse는 정상보다 50% 더 밝습니다.  무슨 일이야?

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적색거성 베텔기우스. 그것의 활동은 압도적일 수 있으며 현재의 광채는 도움이 되지 않습니다. 출처: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/B. 케르빌라

Betelgeuse에 무슨 일이 생길 때마다 초신성이 생성되면서 그것에 대한 추측이 폭발합니다. 그렇게 한다면 좋을 것입니다. 우리는 어떤 결과도 겪지 않을 만큼 충분히 멀리 떨어져 있기 때문에 몇 달 동안 하늘이 그렇게 밝아지는 것을 상상하는 것은 재미있습니다.

이제 적색 거성의 별은 거의 50% 밝아졌고 이것은 다시 추측을 강화하고 있습니다.

Betelgeuse는 초신성으로 폭발합니다. 거기에는 보편적인 동의가 있습니다. 그러나 언제라는 질문은 확실하지 않습니다. 별의 행동은 수수께끼입니다. 하찮은 필사자가 그것을 어떻게 알 수 있습니까?

베텔게우스는 적색 거성일 뿐만 아니라 맥동하는 반원형 변광성이기도 합니다. 이는 진폭이 다를 수 있지만 밝기 변화에 약간의 주기성이 있음을 의미합니다. 밝기가 변하는 약 400일의 주기가 있습니다. 또한 125일의 더 짧은 주기, 230일의 또 다른 주기, 2,200일의 메가 주기가 있으며 모두 충동에 의해 결정됩니다. 이러한 모든 주기는 별을 명확하게 이해하기 어렵게 만들 수 있습니다.

2년 전 Betelgeuse는 깜짝 놀랐고 사람들은 그게 무슨 뜻인지 궁금해했습니다. 실제로 별의 밝기는 변하지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 대신, 별은 먼지 구름으로 냉각되고 빛을 차단하는 표면에서 물질을 방출했습니다. 에피소드 제목은 “The Great Blackout”입니다.

이 그래픽은 2019년에 베텔게우스가 한동안 어두워진 원인을 보여줍니다. 제공: NASA, ESA 및 E. Wheatley(STScI)

점점 밝아지고 있어 다시 한 번 과학자들의 관심을 끌고 있습니다. 그들은 당신이 어떤 발달 단계에 있고 이 모든 활동이 무엇을 의미하는지 알고 싶어합니다. 새로운 연구에 따르면 예상보다 빨리 초신성으로 폭발할 수 있습니다.

새 논문은 “맥박 주기에서 추론한 베텔기우스의 진화 단계”이며, 제1저자는 일본 토호쿠 대학 이학대학원 천문연구소 사이오 히데유키이다. 왕립천문학회 월간 공지 논문 게재가 승인되었으며 논문 사본은 www. arXiv 프리프레스 서버.

새로운 연구의 가장 혼란스러운 부분이 종종 헤드라인을 장식합니다. 그것에 대한 의미있는 논쟁이 없습니다. 이것이 인류가 일하는 방식입니다.

우리는 Eldridge 박사를 선택하지 않습니다. 그녀는 착각하지 않았습니다. 단지 하나의 가능한 결과일 뿐이라는 것이 논문에 나와 있습니다. 그것은 다른 많은 것들을 정의합니다.

그들의 논문에서 저자들은 베텔기우스가 그들의 발견이 정확하든 상관없이 은하수의 다음 초신성이 될 수 있다고 말합니다. “우리는 베텔기우스가 1차 탄소 연소의 후기 단계에 있으며 다음 은하 초신성의 좋은 후보라고 결론지었습니다.”라고 그들은 썼습니다.

적색 거성으로서 Betelgeuse는 주 계열을 떠났습니다. 800만년에서 850만년이라는 긴 역사를 거치면서 수소를 헬륨으로 융합하고 이 융합에서 손실된 질량을 에너지로 방출함으로써 막대한 양의 수소를 소비했다. (아인슈타인에게 감사합니다.) 이것은 더 이상 태양처럼 수소를 헬륨으로 융합하지 않는다는 것을 의미합니다. Betelgeuse와 같은 별이 질량을 잃으면 중력은 더 이상 외부 압력을 견딜 수 없으며 팽창하여 더 큰 외피를 형성합니다. 따라서 질량은 줄어도 크기는 커집니다.

이 다이어그램은 태양계와 비교하여 적색 초거성 베텔게우스와 성간 매체의 규모를 보여줍니다. 출처: L. Calçada, 유럽 남부 천문대(ESO)

Betelgeuse와 같은 별이 주계열을 떠나 더 이상 핵에서 수소를 헬륨으로 융합하지 않으면 상황이 극적으로 바뀝니다. 이어지는 헬륨 핵융합 단계에서 탄소가 코어에 축적됩니다. 그런 다음 다른 원소를 생성하는 1차 탄소 연소 기간을 시작합니다. 새로운 논문의 저자들은 베텔기우스가 그 시기의 후기 단계에 있다고 말합니다.

하지만 얼마나 오래? 얼마나 오래 머무르나요? 아직 정확한 답은 없습니다.

“지구로부터의 상대적으로 짧은 거리에도 불구하고 부분적으로는 거리, 광도, 반경, 현재 질량 및 ZAMS(Zero Principal Sequence), 내부 스핀 상태 및 관련 혼합에 대한 정보에 대한 엄격한 제약 조건을 얻기가 어려웠습니다. 따라서 Betelgeuse의 진화 상태와 폭발할 수 있는 시기”에 대해 Betelgeuse의 새 리뷰 저자는 씁니다. ZAMS는 특정 별의 진화 단계를 이해하는 데 특히 중요합니다. 유일한 책임은 아니지만 근본적인 것입니다.

그러나이 연구는 몇 가지 강력한 가능성을 제공합니다.

작업은 음표와 모델이 혼합되어 있으며 각각 다른 방식으로 음표에 맞습니다. 까다로운 사업이기 때문에 수십 년 안에 폭발할 수 있다고 주장하는 헤드라인이 다소 오해의 소지가 있습니다. 작은 차이는 거의 관심을 끌지 못합니다.

이 이미지는 Herschel 미션의 데이터를 기반으로 하며 우주를 통해 가속되는 Betelgeuse를 둘러싼 원주 매체(CSM)를 보여줍니다. 7분에 눈에 띄는 활 충격이 있으며, 이는 움직임의 증거입니다. 또한 이전 합병 또는 Betelgeuse의 물리적 추방의 증거가 될 수 있는 9분에 CSM의 또 다른 기능이 있습니다. Betelgeuse는 복잡하고 이해하기 어렵습니다. 크레딧: Dessen et al. 2012년

1차 탄소 연소 기간은 여러 단계로 구성됩니다. Betelgeuse가 언제 초신성이 될지 결정하는 어려움은 부분적으로 그것이 어떤 단계를 거치는지 결정하는 데 있습니다. 우리와의 거리도 논쟁의 여지가 있습니다. Betelgeuse의 리뷰는 “비록 그것이 지구에서 불과 200파섹 거리에 있고 따라서 적절한 도구로 공간적으로 해결할 수 있지만, 그것에서 출발하는 불확실성은 더 깊은 이해에 중요한 장벽으로 남아 있습니다”라고 말합니다.

모든 사람의 관심을 끈 것은 연구에서 나온 다음 두 문장이었습니다. 우리와 상당히 가깝습니다.”

이것이 그들이 말하는 숫자입니다.

이 연구의 수치는 베텔기우스의 다양한 원소가 풍부함을 보여줍니다. 초기 풍부도는 지문이나 핵 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지, 탄소가 별 내부에서 어떤 단계에서 타는지, 언제 폭발할지에 대한 스냅샷과 같습니다. 코어의 핵융합 제품은 대류에 의해 코어에서 표면으로 주기적으로 준설되어 연구원이 코어를 엿볼 수 있습니다. 그러나 폭발 시기를 결정하는 것은 별의 초기 질량, 회전 속도 및 다양한 정도로 결정하기 어려운 기타 여러 요인을 아는 데 달려 있습니다. 크레딧: Sayo et al. 2023년

그러나 그다지 주목받지 못한 것은 논문의 다음 부분이었습니다.

연구진은 “사실 진화 단계를 정확하게 결정하는 것은 불가능하다. 표면 상태가 탄소 고갈에 가까운 후기 단계와 그 이후 단계에서는 거의 변하지 않기 때문”이라고 밝혔다. 천문학자들은 표면만 볼 수 있지만 이야기를 말해주는 것은 별 깊은 곳에서 일어나는 일입니다.

이 논문의 저자들은 관찰, 데이터 및 모델링에 따르면 Betelgeuse가 생각보다 빨리 폭발할 수 있다고 말합니다. 그러나 이것은 중요합니다. 그들은 별의 기본 탄소가 어느 단계에서 연소되고 있는지 모릅니다. 데이터에 맞는 일부 모델에 따르면 탄소 연소는 오랫동안 계속될 수 있습니다.

그러나 Betelgeuse가 주요 탄소 연소 단계에 있다는 데 모든 사람이 동의하는 것은 아닙니다. Betelgeuse 리뷰의 저자는 별이 여전히 헬륨 단계에 있다고 말합니다. “1차 헬륨 연소는 후기 연소 단계보다 훨씬 길기 때문에 베텔게우스가 헬륨 연소 코어에 있을 가능성이 높습니다. 맥동 기간은 1차 헬륨 연소의 반경, 거리 및 진화 상태를 제한할 가능성이 있습니다.”라고 그들은 썼습니다. , “반대 주장”의 존재를 인정합니다.

연구원들이 초신성의 폭발 시기를 결정하기 위해 시도한 또 다른 방법은 주기적인 맥동을 유사한 모델과 일치시키는 것입니다.

논문의 이 그림은 베텔기우스(알파 오리)의 4주기 또는 기간에 해당하는 4가지 모델을 나타냅니다. 천체물리학자가 아니라면 혼란스럽습니다. (저는 그런 사람이 아니고 너무 혼란스럽습니다.) 그러나 그것은 Betelgeuse의 폭발을 예상하는 것의 복잡성과 불확실성을 설명하는 데 도움이 됩니다. 크레딧: Sayo et al. 2023년

마침내 폭발할 때(아무도 초신성으로서의 최종 폭발에 동의하지 않음) 일부 초신성처럼 치명적인 감마선 폭발을 일으킬 가능성은 없습니다. 그리고 그 물질이 밖으로 나와 강력한 X-레이와 자외선을 생성할 것이지만, 우리는 영향을 받지 않습니다. 대신, 그것은 모든 인류가 볼 수 있는 빛의 쇼가 될 것이며, 그것은 오리온 성좌를 영원히 바꿀 것입니다. 과학자들은 중성자 별, 아마도 수백만 년 동안 볼 수 있는 펄서를 남길 가능성이 높다고 말합니다. 전체 이벤트는 처음부터 끝까지 별, 초신성, 항성 잔해의 진화를 연구할 수 있는 전례 없는 기회가 될 것입니다. 과학자들은 지금까지 수행된 모든 연구와 모든 관찰 및 데이터를 폭발적으로 분석하고 어디가 옳고 어디가 그른지 식별하는 것에서 거꾸로 작업할 수 있습니다. Old Betelgeuse는 그들에게 많은 것을 가르쳐 줄 것입니다.

초신성의 충격파는 100,000년 후에 도착할 것이며 우리 태양의 태양 자기권에 의해 쉽게 편향될 것입니다. 지구에 미치는 가장 큰 영향은 대기권 상층부에 도달하는 우주선의 증가입니다.

우리 중 대부분은 이 격변적인 분출을 바라보고 자연의 힘에 경외감을 느끼며 앉아 있을 것이며, 다른 사람들은 기이한 음모론이나 준종교, 사이비과학, 컬트와 같은 경외심에 의지할 것입니다.

축복받은 사건이 일어났을 때 인류가 여전히 존재했다면.

추가 정보:
Hideyuki Saio 외, 펄스 간격에서 유추되는 베텔기우스의 발달 단계, arXiv (2023). 도이: 10.48550/arxiv.2306.00287

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