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Jul 01, 2023

NASA의 NuSTAR, '불쾌한' 빛으로 빛나는 발견을 하다

이 그림은 우주에 있는 NASA의 NuSTAR X선 망원경을 보여줍니다. 부피가 큰 두 개

이 그림은 우주에 있는 NASA의 NuSTAR X선 망원경을 보여줍니다. 두 개의 부피가 큰 구성 요소는 배치 가능한 마스트 또는 붐이라고 하는 10미터(33피트) 구조로 분리되어 있습니다. 빛은 붐의 한쪽 끝에서 수집되어 반대쪽 끝에 있는 감지기에 닿기 전에 길이를 따라 집중됩니다.

X선 관측소의 특이한 설계로 인해 천문학자들은 이전에 원치 않았던 빛을 사용하여 이전보다 훨씬 더 많은 우주 물체를 연구할 수 있게 되었습니다.

거의 10년 동안 NASA의 NuSTAR(핵 분광 망원경 배열) X선 우주 관측소는 충돌하는 죽은 별과 뜨거운 가스를 먹고 있는 거대한 블랙홀 등 우주에서 가장 높은 에너지를 지닌 물체 중 일부를 연구해 왔습니다. 그 기간 동안 과학자들은 천문대 측면을 통해 새어 들어오는 미광을 처리해야 했습니다. 이는 외부 소음이 전화 통화를 방해할 수 있는 것처럼 관측을 방해할 수 있습니다.

그러나 이제 팀원들은 미광 X선을 사용하여 NuSTAR의 주변 시야에 있는 물체에 대해 학습하는 동시에 일반적인 표적 관찰을 수행하는 방법을 알아냈습니다. 이 개발은 NuSTAR가 제공하는 통찰력을 배가할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. Asphysical Journal의 새로운 과학 논문은 우주 물체(이 경우 중성자별)에 대해 배우기 위해 NuSTAR의 미광 관측을 처음으로 사용하는 방법을 설명합니다.

별이 붕괴한 후 남은 물질 덩어리인 중성자별은 블랙홀 다음으로 우주에서 가장 밀도가 높은 물체 중 하나입니다. 그들의 강력한 자기장은 가스 입자를 가두어 중성자별 표면을 향해 깔아줍니다. 입자가 가속되고 에너지가 공급되면서 NuSTAR가 감지할 수 있는 고에너지 X선을 방출합니다.

새로운 연구는 은하수(지구의 고향 은하)를 공전하는 두 개의 작은 은하 중 하나에 있는 살아있는 별을 공전하는 중성자 별로 구성된 SMC X-1이라는 시스템을 설명합니다. SMC X-1의 X선 출력 밝기는 망원경으로 볼 때 크게 변하는 것으로 보이지만 NuSTAR와 다른 망원경을 통해 수십 년 동안 직접 관찰한 결과 변동 패턴이 드러났습니다. 과학자들은 X선 망원경으로 연구할 때 SMC X-1의 밝기가 변하는 몇 가지 이유를 정확히 지적했습니다. 예를 들어, X선의 밝기는 중성자별이 각 궤도를 따라 살아있는 별 뒤로 떨어지면서 어두워집니다. 논문에 따르면, 미광 데이터는 잘 문서화된 변화 중 일부를 포착할 만큼 민감했습니다.

캘리포니아 패서디나에 있는 Caltech의 천체 물리학자인 McKinley Brumback은 "이 논문은 우리가 직접 관찰을 통해 이미 확인한 SMC X-1의 중성자 별의 밝기 변동을 관찰했기 때문에 이러한 미광 접근 방식이 신뢰할 수 있음을 보여준다고 생각합니다"라고 말했습니다. , 그리고 새로운 연구의 주요 저자입니다. "앞으로 물체의 밝기가 정기적으로 변하는지 아직 알 수 없을 때 미광 데이터를 사용하여 물체를 관찰하고 잠재적으로 이 접근 방식을 사용하여 변화를 감지할 수 있다면 좋을 것입니다."

형태와 기능

새로운 접근 방식은 아령이나 개뼈와 유사한 NuSTAR의 모양 때문에 가능합니다. 이 장치는 배치 가능한 마스트라고 불리는 좁은 33피트 길이(10미터 길이) 구조의 양쪽 끝에 두 개의 부피가 큰 구성 요소를 가지고 있습니다. 팔. 일반적으로 연구자들은 광학 장치나 X선을 수집하는 하드웨어가 포함된 부피가 큰 끝 부분 중 하나를 연구하려는 물체에 가리킵니다. 빛은 붐을 따라 우주선의 다른 쪽 끝에 있는 감지기로 이동합니다. 빛의 초점을 맞추려면 둘 사이의 거리가 필요합니다.

그러나 미광은 광학 장치를 우회하여 붐 측면을 통해 들어와 감지기에 도달하기도 합니다. 이것은 망원경이 직접 관찰하는 모든 물체의 빛과 함께 NuSTAR의 시야에 나타나며 종종 눈으로 식별하기가 매우 쉽습니다. 이미지 측면에서 나오는 희미한 빛의 원을 형성합니다. (당연히 미광은 다른 많은 우주 및 지상 망원경에서 문제가 됩니다.)

NuSTAR 팀 구성원 그룹은 다양한 NuSTAR 관측에서 미광을 분리하는 데 지난 몇 년을 보냈습니다. 각 관찰의 주변에서 알려진 밝은 X선 소스를 식별한 후, 그들은 컴퓨터 모델을 사용하여 근처에 어떤 밝은 물체가 있는지에 따라 얼마나 많은 미광이 나타나야 하는지 예측했습니다. 그들은 또한 미광의 명백한 징후를 확인하기 위해 거의 모든 NuSTAR 관측을 조사했습니다. 팀은 NuSTAR가 미광 관측을 수집한 약 80개 물체의 카탈로그를 작성하여 컬렉션 이름을 "StrayCats"로 명명했습니다.