아인슈타인 프로브는 짧은 감마 버스트 후 숨겨진 신호를 포착하고 연X선은 거의 10분 동안 지속됩니다.

요약:

아인슈타인 탐사선 위성은 초기 섬광이 사라진 후 거의 10분 동안 계속해서 연X선을 방출하는 짧은 감마선 폭발을 관찰했는데, 이는 중성자별과 같은 밀도가 높은 물체가 합쳐진 후 이전에는 감지하기 어려웠던 활동 단계를 드러냈습니다. 연구자들은 이러한 X선이 합병으로 인해 남겨진 잔해에서 나올 수 있으며 짧은 감마선 폭발과 중력파의 원인을 이해하기 위한 새로운 관측 단서를 제공할 수 있다고 믿습니다.

짧은 감마선 폭발은 일반적으로 두 개의 중성자별이 서로 공전하다가 결국 합쳐지는 것과 같은 조밀한 물체에 의해 발생하는 것으로 생각됩니다. 합병은 중력파와 우주에서 가장 강력한 폭발 중 하나를 생성하지만 초기 감마선 섬광은 종종 0.5초 이내에 사라집니다. 많은 전통적인 협시야 X선 망원경은 목표물을 향하기 전에 감마 버스트 경고를 수신해야 하므로 버스트 초기 단계에서 더 약하고 에너지가 낮은 연 X선 신호를 놓치는 경우가 많습니다.

2025년 7월 4일, 아인슈타인 탐사선은 사건 중에 EP250704a/GRB 250704B라는 폭발 번호를 포착했습니다. 이 사건은 처음에는 평범한 짧은 감마선 폭발처럼 보였지만, 0.5초도 채 지속되지 않는 밝은 섬광은 SVOM 감마선 모니터, Eye 위성 고에너지 망원경, 아인슈타인 탐사선 광시야 X선 망원경에 의해 동시에 감지되었습니다. 그러나 신호는 사라지지 않았습니다. 그런 다음 소식통은 거의 10분 동안 여러 차례 연X선을 방출했습니다. 베이징 사범대학 박사과정 학생이자 아인슈타인 탐사선의 임시 근원지 연구원인 리안(Li An)은 위성 경보를 받은 후 즉시 예비 분석을 수행했다.

연구팀은 이 장기간의 방사선이 상당한 에너지를 전달하지만 스펙트럼은 주로 더 부드러운 X선 범위에 속한다고 지적했습니다. 일반적인 우주 규모의 폭발의 경우 신호는 Swift 위성의 GRB 경보 망원경과 같은 기존 감마선 장비의 감지 임계값보다 낮으므로 과거 임무에서는 초기의 짧은 섬광만 기록하고 후속 활동을 놓쳤을 수 있습니다.

이후 국제 연구팀은 엑스레이, 가시광선, 전파 대역까지 공동 관찰을 실시했습니다. 로마 사피엔자 대학의 Eleonora Troia 팀은 스펙트럼 분석을 통해 주요 적색편이 데이터를 획득하고 호스트 은하를 확인하고 거리를 측정했습니다. 다중대역 관측에서는 초신성이 동반될 가능성도 배제되었으며, 이는 이 신호가 소형 천체의 합병으로 인해 발생했다는 강력한 증거를 제공했습니다.

신호의 타이밍과 변화하는 특성은 지속적인 X선이 외부로 확장되는 충격파가 아닌 병합된 잔해에서 직접 나올 수 있음을 나타냅니다. 홍콩대학교 박사과정 학생인 Yin Yihan이 주도한 고에너지 분석에서는 EP250704a의 밝기가 급격하게 변하고 스펙트럼도 시간에 따라 변한다는 사실을 발견했습니다. X선 및 가시광선 잔광의 후속 변화와 결합된 이러한 특징은 짧은 감마선 폭발 이후 중앙 엔진의 지속적인 활동을 나타냅니다. 한 가지 가능한 설명은 합병으로 인해 고속 회전과 극도로 강한 자기장이 있는 중성자별인 마그네타가 형성되어 확장된 X선 방사선에 에너지를 제공하고 계속해서 에너지를 외부로 주입한다는 것입니다. 이 설명은 여전히 ​​연구자들이 제안한 가능한 메커니즘입니다.

과학자들이 2017년 중성자별 합병으로 생성된 전자기 복사와 중력파를 처음으로 동시에 감지한 이후 천문학자들은 합병 과정과 그에 따른 진화를 밝힐 수 있는 신호를 찾고 있었습니다. 연구원들은 이번에 발견한 연엑스선 성분이 새로운 관측 방법을 제공한다고 밝혔는데, 이는 빠른 엑스선 과도현상이 중력파원의 전자기적 대응물이 될 수도 있고, 소형 천체의 합병에서 비롯될 수도 있음을 나타낼 수 있다고 말했다. 다른 짧은 감마선 폭발은 유사한 장기간의 연X선을 동반할 수 있지만 이전 장비로는 포착하기 어려웠습니다.

연구팀은 이번 발견이 중성자별 합병에 대한 이해를 넓히고 과학자들이 합병 잔해를 더 깊이 연구하고 중성자별의 상태 방정식을 제한하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다. 관련 논문은 2026년 8월 10일 "Science Bulletin"에 게재되었습니다. 이 연구는 베이징 사범 대학, 난징 대학, 로마 사피엔자 대학, 홍콩 대학 및 기타 기관의 연구자들이 완료했습니다.