항성 충돌

Stellar collision
두 중성자별의 충돌 시뮬레이션

항성 충돌은 항성 성단 내의 항성 역학, 별의 질량 손실이나 중력 복사 또는 아직 잘 알려지지 않은 다른 메커니즘에 의한 쌍성 붕괴로 인해 발생하는 두 개의[1] 별들의 결합입니다.

천문학자들은 이런 유형의 사건이 우리 은하의 구상 성단에서 약 10,000년에 [2]한 번 정도 일어날 것으로 예측합니다.2008년 9월 2일 과학자들은 [3]스콜피우스(V1309 Scolfii)에서 항성 합병이 일어난 것을 처음 관측했다.

우주의 어떤 별도 충돌할 수 있는데, 이는 핵융합이 더 이상 일어나지 않고 별에서 핵융합이 여전히 활발하거나 "죽음"을 의미합니다.백색왜성, 중성자별, 블랙홀, 주계열성, 거성, 초거성은 유형, 질량, 온도, 반지름이 매우 다르므로 반응이 [2]다릅니다.

2017년 8월 25일 발생한 중력파 사건 GW170817은 2017년 10월 16일 멀리 떨어진 은하에서 두 중성자별이 합쳐지는 것과 관련이 있다고 보고되었으며, 중력 복사를 통해 [4][5][6][7]관측된 것은 이번이 처음이다.

별의 충돌 및 합병 유형

Ia형 초신성

백색왜성은 질량이 작은 별의 잔해로, 만약 백색왜성이 다른 별과 쌍성계를 형성한다면 Ia형 초신성으로 알려진 큰 항성 폭발을 일으킬 수 있습니다.이러한 현상이 일어나는 정상적인 경로는 주계열에서 백색왜성 물질을 끌어내는 과정이나 적색거성이 강착원반을 형성하는 과정입니다.훨씬 드물게, Ia형 초신성은 두 백색왜성이 서로 [8]근접하게 공전할 때 발생합니다.중력파의 방출로 인해 이 쌍은 안쪽으로 나선형으로 움직인다.최종적으로 합쳐진 질량이 찬드라세카르 한계에 도달하거나 초과하면 탄소융합이 발화돼 온도가 높아진다.백색왜성은 퇴화된 물질로 구성되어 있기 때문에, 열압과 별의 겹치는 층의 무게 사이에는 안전한 평형이 없습니다.이 때문에 폭주하는 핵융합 반응은 결합 별의 내부를 빠르게 가열하고 확산시켜 초신성 [8]폭발을 일으킨다.몇 초 만에 백색왜성의 모든 질량이 [9]우주로 던져진다.

중성자별 병합

주요 기사:중성자별 병합

중성자별 병합은 백색왜성의 병합으로 인해 발생하는 희귀한 Ia형 초신성과 유사한 방식으로 발생합니다.두 중성자별이 서로 가까이 궤도를 돌 때, 그들은 중력 복사로 인해 시간이 지나면서 안쪽으로 소용돌이친다.그들이 만나면, 남은 질량이 톨만-오펜하이머-볼코프 한계를 초과하느냐에 따라, 이들의 합성은 무거운 중성자별 또는 블랙홀의 형성을 이끈다.이것은 지구보다 수조 배 더 강한 자기장을 1, 2밀리초 안에 만들어 냅니다.천문학자들은 이러한 유형의 사건이 짧은 감마선[10] 폭발과 킬로노베를 [11]발생시킨다고 믿고 있다.

Thorne-Thytkow 객체

주요 기사:토르네-시토코우 물체

중성자별이 충분히 낮은 질량과 밀도의 적색 거성과 충돌할 경우, 둘 다 Thorne-Thytkow 물체로 알려진 독특한 잡종의 형태로 생존할 수 있으며, 중성자별은 적색 거성으로 둘러싸여 있다.

쌍성 합병

하늘에 있는 모든 별의 약 절반은 쌍성계의 일부이며, 두 별은 서로 공전하고 있다.어떤 쌍성들은 서로 매우 가깝게 궤도를 돌기 때문에 같은 대기를 공유하며, 이 계는 땅콩 모양을 하고 있습니다.대부분의 접촉 쌍성은 안정적이지만, 일부는 과거에 잘 이해되지 않는 이유로 불안정해지고 병합되었습니다(아래 관련 섹션 참조).

행성 형성

쌍성계의 두 개의 낮은 질량의 별들이 합쳐지면, 질량은 합쳐지는 별들의 궤도면에서 떨어져 나와 새로운 행성들이 [12]형성될 수 있는 배설 원반을 만들 수 있습니다.

검출

항성 충돌의 개념은 여러 세대의 천문학자들에게 존재해 왔지만, 새로운 기술의 발전만이 그것을 보다 객관적으로 연구할 수 있게 만들었다.예를 들어, 1764년에 메시에 30으로 알려진 별들이 천문학자 샤를 메시에에 의해 발견되었다.20세기에 천문학자들은 이 성단이 약 130억 년 [13]된 것으로 결론지었다.허블 우주 망원경은 메시에 30의 개별 별들을 분해했다.이 새로운 기술로 천문학자들은 "청색 낙오자"로 알려진 몇몇 별들이 성단 [13]내의 다른 별들보다 더 젊게 보인다는 것을 발견했다.그 후 천문학자들은 별들이 더 많은 연료를 공급해 주면서 주변의 다른 별들이 [13]나가기 시작하는 동안 핵융합을 계속했을 수도 있다는 가설을 세웠다.

별의 충돌과 태양계

별의 충돌은 은하의 특정 부분에서 매우 자주 일어날 수 있지만, 태양과 관련된 충돌 가능성은 매우 작습니다.확률 계산에 따르면 태양과 관련된 별의 충돌 속도는 10년28 [14]중 1회입니다.비교하자면, 우주의 나이는 대략 10년이다10.태양과 근접하게 마주칠 가능성도 작습니다.환율은 다음 공식으로 추정됩니다.

N ~ 4.2 · Dyr2−1

여기서 N은 태양의 반경 D 내에 있는 백만 년당 조우 횟수(파섹)[15]입니다.비교를 위해 지구 궤도의 평균 반지름인 1AU는 4.82−6 × 10파섹이다.

우리 별은 그러한 [14]상호작용을 일으킬 만큼 가까운 곳에 있는 성단이 없기 때문에 이러한 사건의 직접적인 영향을 받지 않을 것입니다.

KIC 9832227과 쌍성 합병

KIC 9832227은 일식 접촉 쌍성계의 한 예이다.이 행성은 주로 서로 매우 가깝게 공전하는 두 개의 별들로 구성되어 있어 같은 대기를 공유하고 있어 이 계는 땅콩 모양을 하고 있다.두 별의 궤도가 별의 질량 손실과 내부 점도로 인해 붕괴되면서 두 별은 결국 합쳐져 밝은 적색 노바가 형성됩니다.

KIC 9832227의 일식을 분석한 결과 공전주기가 정말로 짧아지고 있으며 2022년에 [16]두 별의 중심핵이 합쳐질 것으로 추정됐다.[17][18] [19] 그러나 후속 재분석 결과 최초 예측에 사용된 데이터 세트 중 하나에 12시간 동안의 타이밍 오류가 포함되어 있어 별의 공전 [20][21][22][23]주기가 거짓으로 보이는 것으로 밝혀졌다.

쌍성 병합의 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았으며 KIC 9832227과 다른 접촉 쌍성을 연구하는 연구자들의 주요 관심사 중 하나로 남아 있다.

레퍼런스

  1. ^ Fred Lawrence Whipple (March 1939), "Supernovae and stellar collisions", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 25 (3): 118–25, Bibcode:1939PNAS...25..118W, doi:10.1073/pnas.25.3.118, PMC 1077725, PMID 16577876
  2. ^ a b Chang, Kenneth (13 June 2000), "Two Stars Collide; New Star is Born", The New York Times, retrieved 14 November 2010
  3. ^ Tylenda, R.; Hajduk, M.; Kamiński, T.; et al. (11 April 2011). "V1309 Scorpii: merger of a contact binary". Astronomy and Astrophysics. 528: A114. arXiv:1012.0163. Bibcode:2011A&A...528A.114T. doi:10.1051/0004-6361/201016221. S2CID 119234303.
  4. ^ Overbye, Dennis (16 October 2017), "LIGO Detects Fierce Collision of Neutron Stars for the First Time", The New York Times
  5. ^ Casttelvecchi, Davide (25 August 2017). "Rumours swell over new kind of gravitational-wave sighting". Nature. doi:10.1038/nature.2017.22482. Retrieved 27 August 2017.
  6. ^ Sokol, Josha (25 August 2017). "What Happens When Two Neutron Stars Collide?". Wired. Retrieved 27 August 2017.
  7. ^ Drake, Nadia (25 August 2017). "Strange Stars Caught Wrinkling Spacetime? Get the Facts". National Geographic. Retrieved 27 August 2017.
  8. ^ a b González Hernández, J. I.; Ruiz-Lapuente, P.; Tabernero, H. M.; Montes, D.; Canal, R.; Méndez, J.; Bedin, L. R. (26 September 2012). "No surviving evolved companions of the progenitor of SN 1006". Nature. 489 (7417): 533–536. arXiv:1210.1948. Bibcode:2012Natur.489..533G. doi:10.1038/nature11447. hdl:2445/127740. PMID 23018963. S2CID 4431391.
  9. ^ 프리맨, 로저 A, 로버트 M겔러, 윌리엄 J. 카우프만 3세(2009).유니버스 9판, 페이지 543-545. W.H. 프리먼 앤 컴퍼니, 뉴욕.ISBN 1-4292-3153-X
  10. ^ Rosswog, Stephan (2013). "Astrophysics: Radioactive glow as a smoking gun". Nature. 500 (7464): 535–6. Bibcode:2013Natur.500..535R. doi:10.1038/500535a. PMID 23985867.
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  13. ^ a b c Asian News International, 2009년 12월 29일 "별 충돌과 뱀파이어리즘은 청색 낙오자 별에게 '우주적 페이스리프트'를 준다"
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  15. ^ Garcia-Sanchez, J.; et al. (24 August 1998), "Perturbation of the Oort Cloud by Close Stellar Approaches", Asteroid and Comet Dynamics, Tatrauska Lomnica, Slovak Republic, hdl:2014/19368
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  18. ^ Byrd, Deborah (6 January 2017). "Star predicted to explode in 2022". EarthSky. EarthSky Communications. Retrieved 6 January 2017.
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  20. ^ Molnar, Lawrence A. (7 September 2018). "Supplementary material to Calvin College press release "Team of researchers challenge bold astronomical prediction", September 7, 2018". calvin.edu. Retrieved 8 September 2018.
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  23. ^ Parks, Jake (7 September 2018). "Two stars will NOT merge and explode into red fury in 2022". astronomy.com.

외부 링크