최신 연구, 이상한 감마선 폭발이 기원 모델에 도전

[동포투데이 철민 기자] 최근 영국 '네이처'와 '네이처·천문학'지가 동시에 발표한 5편의 논문에 따르면 중국, 이탈리아, 미국, 영국의 과학자들은 좀 더 짧은 감마선과 기원을 같이하는 긴 감마선을 기술했다. 연구 결과는 기존의 관점에 도전하고 있다.

GRB는 먼 은하에서 폭발이 일어났을 때 발생하는 감마선 광펄스다. 이러한 이벤트는 짧은 GRB가 2초 미만 지속되는 경우와 긴 GRB가 10초 이상 지속되는 경우로 나눌 수 있다. 짧은 GRB는 성자별 병합에서 비롯된 것으로 알려진 반면, 긴 GRB는 초신성, 즉 큰 질량의 항성의 붕괴와 관련이 있다. 

그러나 연구진은 지속 시간과 기원이 위의 분류에 맞지 않는 소위 "이상한" GRB를 관측했다.

이번에는 긴 GRB의 모든 특성을 가지면서도 더 짧은 GRB와 같은 지속 시간을 갖는 긴 GRB가 보고되었다. 이 긴 GRB에 대한 관측 결과 중성자별과 같은 두 조밀한 천체의 병합에서 나온 것으로 나타났다. 

2021년 12월 11일에 관찰된 GRB 211211A는 11억 광년 떨어진 은하에서 왔으며 이 밝은 폭발은 약 1분 동안 지속되었다.

이탈리아 연구진은 이 GRB가 두 조밀한 천체가 충돌한 뒤 발생하는 폭발인 킬로노바에 의해 발생한 것으로 보고 있다. 미국 노스웨스턴대 연구진도 같은 결론을 내렸다.

중국 난징대 연구진은 GRB 자체의 지속 시간이 너무 길어서 짧은 GRB로 분류해서는 안된다고 지적하고 감마선과 킬로노바 복사를 설명하기 위해 GRB의 새로운 전구체를 사용할 것을 제안했다.

이탈리아 그란사소 과학연구소 팀은 이 GRB 이후 약 16분 뒤부터 5시간 이상 지속된 고에너지 감마선을 보고했는데, 이들은 이 방사선이 천신성에서 방출된 광자에 의해 생성된 것으로 보고 있다.

영국 버밍엄대 연구진은 감마선 GRB 211211A에서 나오는 고에너지 방사선이 병합에 의해 구동되는 시나리오와 일치한다는 것을 발견했다. 그들은 이 고에너지 방사선이 빛의 속도로 움직이는 전자에 의해 생성된다는 것을 알아냈다.

천문학자들은 위의 연구 결과가 이상한 GRB의 기원과 속성에 대한 이해를 향상시킬 것으로 보고있다.