우주

#이중백색왜성

2건의 기사

천문·천체물리

LISA로 은하계 중성자별·블랙홀 쌍성 식별하기

LISA(레이저 간섭계 우주 안테나)는 블랙홀과 중성자별로 이뤄진 은하계 쌍성계를 약 100개 검출할 것으로 예상되지만, 함께 검출될 약 10^4개의 이중백색왜성과 구분하는 것이 과제다. 연구진은 고립 쌍성 진화 경로로 만든 현실적 천체 집단을 바탕으로 합성 LISA 데이터를 생성하고 베이지안 추론 파이프라인으로 구성 천체의 질량 측정 정확도를 조사했다. 그 결과 LISA는 궤도 이심률, 근점 세차 진동수, 중력파에 의한 진동수 변화율을 측정해 검출 시스템의 약 10~50%에 대해 구성 천체 질량을 추정할 수 있고, 질량 오차는 약 1~100% 수준으로 블랙홀과 중성자별을 분류하기에 충분하다. 이 쌍성들에 대해서는 우리은하 내 3차원 위치도 결정할 수 있어 형성 과정과 은하의 별 형성 역사에 대한 단서를 제공하지만, 검출된 쌍성의 상당 부분은 구성 천체의 정체가 불분명하게 남을 가능성이 있다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)

Vibrant atom model with orbiting electrons and swirling cosmic background
천문·천체물리

LISA 중력파 데이터로 초밀집 이중백색왜성의 분광 관측 일정을 예측하는 다중신호 기법 제안

레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)의 중력파 데이터에서 얻은 궤도 파라미터로 초밀집 이중백색왜성의 위도인수 u(t)를 미리 예측해, 시선속도 위상에 맞춰 광학 분광 관측을 편성하는 다중신호(multimessenger) 기법이 제시됐다. 시선속도를 cos u에 회귀시키면 쌍선 스펙트럼 천체의 경우 두 기울기가 반진폭 K1과 K2를 주고, LISA가 측정한 궤도경사각과 공전주기를 결합하면 두 성분의 질량이, 처프 질량과 중력파 진폭을 함께 쓰면 천체까지의 거리가 구해진다. 이렇게 얻은 질량은 중력파 주파수 변화율만 사용할 때 조석·질량이동·시선방향 가속도가 유발하는 편향에서 자유롭다. 연구진은 원궤도계와 이심궤도계를 가정한 시뮬레이션 LISA 데이터로 u(t)의 유효 기간을 추정했으며, 4년간 관측한 경우 직각 위상(quadrature) 관측 편성이 관측 종료 후 약 10년간 유효하다고 전망했다. 관측 중간시점 기준 4년 뒤 궤도 위상 예측 오차는 이심궤도계 0.3초, 원궤도계 0.9초로, 같은 기간 광학 천체력을 외삽한 1~30초보다 작았다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)