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천문학 세계

Ⅱ형 초신성의 이론 모델과 측광 및 스펙트럼

이론 모델

입자물리학의 표준 모형은 이론적으로 기본 입자가 네 가지 알려진 기본 작용력 중 세 가지 사이에서 어떻게 모든 물질이 만들어지는지를 기술하는 것입니다. 이러한 이론은 입자가 많은 상황에서 어떻게 상호작용하는지를 예측할 수 있습니다. 초신성에는 초신성 내의 모든 미립자들이 1~150피조르(10~수백만의 백만전자볼트)의 에너지를 가지고 있습니다. 각각의 미립자가 초신성의 환경에서 갖는 에너지는 상대적으로 매우 작습니다. 따라서 입자물리학의 표준모델로부터의 예측은 기본적으로 정확합니다. 그러나 준모델은 고밀도에서 수정되어야 할지도 모릅니다. 특히 지구상의 입자가속기는 이미 초신성 내에서 발견되는 에너지보다 더 높은 고에너지 입자를 만들어 낼 수 있습니다. 하지만 이들 실험은 입자 대 입자 간 교호작용일 뿐 밀도가 높은 초신성 내부에서는 새로운 작용을 일으킬 가능성이 높습니다. 초신성 내에서 중성미자와 다른 입자 사이에는 약한 핵력이 있을 수 있습니다. 어쨌든 양성자와 중성미자 사이의 강한 핵력은 여전히 알려진 것이 매우 적은 부분입니다.


Ⅱ형 초신성에 대해서는 아직 잘 모르는 중성미자의 분출로 어떻게 에너지가 항성의 나머지 부분으로 전이돼 항성 폭발을 일으키는 충격파를 발생시키느냐가 주요 문제입니다. 이상의 연구에서 1%의 에너지만 옮기면 폭발을 일으킬 수 있습니다. 그러나 참여한 미립자 간의 상호작용이 충분히 알려져 있더라도 1%의 에너지를 어떻게 사용해야 하는지는 설명하기가 매우 어렵습니다. 1990년대에 복잡한 대류반전모델이 제안되었는데, 이것은 대류작용을 통해 하층의 중성미자에서 위로, 혹은 상층의 일반 물질이 아래로 내려오든 완전한 과정으로 원래의 항성을 먼저 파괴하고, 철의 무거운 원소보다 폭발 중에 전자 포획을 통해 형성되며, 중성미자의 압력으로 "중성미자층"의 경계를 형성하는 것을 제안하였으며, 주위에 심은 항성과 이전에 형성된 기체로 가득 차 있습니다. 


기타 주요 분야의 연구에는 항성의 죽음을 초래하는 플라즈마 유체 동역학도 포함됩니다. 핵심이 붕괴할 때 그 행동이 어떻게 되며, "충격파"의 형성이 언제 어떻게 확정되며, "멈추고" 어떻게 다시 활성화되며됩니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 일찍이 Ⅱ형 초신성의 임펄스 형성 이후의 행동을 성공적으로 계산해 냈습니다. 폭발의 첫 번째 초를 무시합니다. 또한 폭발이 이미 시작되었다고 가정할 때, 천문학자들은 이미 초신성에서 발생하는 원소와 예상 초신성의 광도 곡선을 상세하게 예측할 수 있습니다. 

 


측광 및 스펙트럼

Ⅱ형 초신성의 스펙트럼이 될 때 연구 후 일반적으로 수소 원자가 에너지를 흡수하는 특징인 팔말 흡수선이 있다고 하는데, 이 계보선의 출현은 Ia 초신성과 구별할 수 있습니다.
Ⅱ형 초신성의 광도 이불이 될 때 일정 시간 동안 그려지면 전형적인 밝기의 피크 이후에 광도의 저하가 나타나며, 광도구선은 하루 평균 0.008성 등의 경사로 떨어집니다. 이는 Ia 초신성보다 훨씬 느립니다. II형 초신성은 광도 곡선의 형식에 따라 두 종류로 나눌 수 있습니다. Ⅱ-L 초신성은 밝기 피크 이후에 안정된 (선형) 광도 저하를 나타냅니다. 상대적으로 Ⅱ-P 초신성의 광도 곡선은 하강 중에 특이하게 평탄하게 전개됩니다(고원이라고 합니다). 이 기간 동안 광도는 더 완만한 속도로 감소합니다. Ⅱ-L의 정광도 감쇠율은 매일 0.012성보다 낮으며, Ⅱ-P의 정감쇠율은 매일 0.0075성보다 낮습니다. 


그래서 이 둘의 빛이 생겼습니다. 도곡선이 다릅니다. Ⅱ-L 초신성의 경우 원시 항성의 수소 껍질은 완전히 제거되었습니다. Ⅱ-P 초신성의 고원은 바깥쪽 불투명층의 변화로 인해 발생합니다. 충격파는 수소 원자의 전자를 박리하고 바깥쪽 수소를 유리시켜 불투명도의 중대한 변화를 초래하고 부분 폭발시 발생하는 광자의 이탈을 막습니다. 일단 이 수소들이 식기 시작해 다시 원자로 결합하면 바깥층은 점점 투명해집니다. 


Ⅱ형 초신성의 스펙트럼은 특이하지 않은 형태입니다. Ⅱ n 초신성은 분출물이 성주물질과 상호작용할 수 있습니다. Ⅱ b 초신성은 더 무거운 항성이 동반성의 조석박리로 대부분의 수소 껍질을 잃었을 수 있습니다. IIb의 분출물이 팽창할 때 수소 껍질은 매우 빠르게 투명해지고 더 깊은 내층을 나타냅니다.

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