천문·천체물리
블랙홀 쌍성 형성과 유체역학적 natal kick: 1,000km/s급 킥도 궤도 방향 바꾸기 어렵다
LIGO-Virgo-KAGRA가 300건 이상의 중력파 사건을 관측하면서 유효 스핀(effective spin) 매개변수가 쌍성의 형성 경로를 구분하는 단서로 쓰이고 있다. 밀집 성단의 동역학적 상호작용으로 만들어진 쌍성은 유효 스핀이 -1에서 1 사이에 무작위로 분포하는 반면, 고립된 항성 쌍성의 진화로 만들어진 쌍성은 compact object 형성 과정에서 충분히 큰 natal kick이 없는 한 양의 유효 스핀을 가질 것으로 예상된다. 연구진은 13M☉, 21M☉, 28M☉, 34M☉ 초신성 직전 항성 모형의 비대칭적 약한 폭발을 3D SPH(Smooth Particle Hydrodynamics) 시뮬레이션으로 계산해 무거운 블랙홀 형성 시 큰 natal kick이 가능한지 검증했다. 그 결과 관측된 natal kick 중 최고값에 속하는 ~1,000km/s 수준의 킥조차 궤도 방향을 일관되게 바꾸지는 못했으며, 궤도 방향이 바뀌는 조건은 킥 방향이 정확히 맞아야 하고 초신성 폭발 에너지도 상당히 높아야 하는 것으로 나타났다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)