블랙홀 자기장의 첫 번째 이미지로 밝혀진 것

자기장을 드러내는 편광의 블랙홀 이미지. 사진 : EHT Collaboration.

Event Horizon Telescope가 발생했을 때 많은 흥분이있었습니다.EHT) 사상 최초의 세계와 협력 그림 2019 년 4 월 블랙홀에서.이 초대형 블랙홀은 우리 태양 질량의 650 만 배에 달하며 은하계에 위치해 있습니다. 메시에 87, 또는 M87은 지구에서 약 5500 만 광년 떨어져 있습니다.

이것은 블랙홀의 존재에 대한 최초의 직접적인 증거였습니다. 또한 아인슈타인의 중력 이론과 공간과 시간의 기본 개념에 대한 예외적 인 테스트를 제공하여 중력을 극한에서 확인했습니다. 그러나 우리는 여전히이 괴물들에 대해 많이 알지 못합니다.

이 역사적인 돌파구가 있은 지 거의 2 년이 지난 지금, 우리는 다른 기술을 사용하는 M87의 새로운 이미지를 공개했습니다. 우리는 두 개의 새로운 논문에서 출판물을 조사했습니다. 천체 물리학 저널 편지, 블랙홀의 신비한 특성에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

보이지 않는 것을보고

우리와의 거리를 감안할 때이 초대형 블랙홀을 촬영하는 것은 매우 어렵습니다. 달 표면의 주황색에 집중할 수있을만큼 높은 해상도 또는 손가락으로 개별 원자를 볼 수있는 능력이 필요합니다. 망원경은 8 개의 지구를 연결하는 전 세계 과학자들의 전례없는 협력 덕분에 가능했습니다. 전파 망원경 그리고 지구를 거대한 가상 전파 망원경으로 바 꾸었습니다.

블랙홀은 아마도 우리 세계에서 가장 에너지가 넘치고 관찰 할 수없는 현상을 일으키기 때문에 자연에서 가장 신비로운 것입니다. 빛조차도 빠져 나갈 수없는 경계인 사건의 지평선 때문에 우리는 블랙홀을 직접 볼 수 없습니다. 그러나 블랙홀쪽으로 떨어지는 물질은 엄청난 중력에 의해 당겨지고 매우 뜨겁고 가벼워집니다.

사건의 지평선에 가까워지면이 물질은 마찰에 의해 크게 가열되고 빛의 속도에 가깝게 이동하여 많은 양의 방사선을 방출합니다. 망원경이 감지하도록 설계된 이벤트 지평선을 통과하기 전에이 가스에 의해 생성되는 전파 형태의 복사입니다.

새로운 이미지

M87의 블랙홀 이미지는 초대형 블랙홀이 대부분의 은하계의 심장에 있다는 생각을 압도적으로 뒷받침했습니다. 그들은 은하를 하나로 묶어주고 그들의 역학과 진화를 지배하는 접착제입니다. 그러나 정확히 어떻게 작동하는지는 불분명합니다.

우리의 새로운 이미지가 사용되고 있습니다 편광 된 빛 광파는 한 방향으로 만 진동합니다. 블랙홀 가장자리의 물질에 의해 생성됩니다. 편광되지 않은 빛은 다른 방향으로 진동하는 광파로 구성됩니다. 빛이 매우 뜨겁고 자화 된 공간을 통과하면 빛이 편광 될 수 있습니다. 블랙홀 주변의 강한 자기장은 그러한 영역이며,이 편광 된 빛의 특성을 연구함으로써 우리는 그것을 생성 한 물질에 대해 더 많이 알 수 있습니다.

우리의 새로운 편광 이미지는 블랙홀 주변의 강력한 자기장이 수천 광년 동안 충전 된 가스의 집중된 제트를 방출하고 유지할 수 있다는 강력한 새로운 증거를 제공합니다. 우리는 이제 엄청난 양의 물질을 은하계 매체로 방출하는 매우 활기차고 밝은 제트가이 강력한 자기장을 통해 블랙홀과 연결되어 있다고 생각합니다.

천문학 자들은이 과정을 더 잘 이해하기 위해 물질이 블랙홀 근처에서 어떻게 작용하는지 설명하기 위해 다양한 모델을 요청했습니다. 항공기 훈련, 그러나 그들은 여전히 ​​같은 은하계의 더 큰 제트가 중앙 지역에서 얼마나 더 큰 제트가 발사 될 수 있는지 정확히 알지 못하며, 물질이 어떻게 블랙홀로 떨어지는 지 정확히 알지 못합니다. 이제 우리는 강하게 자화 된 물질을 특징으로하는 이론적 모델 만이 사건의 지평선에서 보이는 것을 설명 할 수 있음을 발견했습니다.

우리의 관찰은 블랙홀 외부의 자기장 구조에 대한 새롭고 자세한 정보를 제공합니다. 이것은 수수께끼의 강력한 제트가 생성되는 방식을 이해하는 데 더 가까워 질뿐만 아니라 일부 극도로 뜨거운 물질이 블랙홀 외부에 숨어 중력에 저항하는 방법을 설명합니다. 우리의 연구에 따르면 자기장은 뜨거운 가스를 뒤로 밀고 중력에 저항하는 데 도움이 될만큼 충분히 강합니다. 필드를 통해 미끄러지는 가스 만이 이벤트 지평선 안쪽으로 흐르기 시작할 수 있습니다.

M87 블랙홀의 이러한 새로운 편광 이미지에 흥분했지만 여전히 EHT 협업 및 블랙홀 이미징 과학의 시작일뿐입니다. 우리는 은하 중심에있는 블랙홀의 이미지가 어떻게 생겼는지에 대해 이미 작업하고 있으며, 올해 말에 게시 할 예정입니다. 이것은 궁수 자리 A *, 또는 Sgr A *, 우리 은하의 초 거대 질량 블랙홀.

M87에 비해이 새로운 이미지는 얻기가 훨씬 더 어렵습니다. 우리는 흐릿하고 격렬한 성간 매개체를 통해 블랙홀을보고 있습니다. 방해가되는 많은 양의 먼지와 가스가있어 선명한 사진을 찍는 것이 엄청나게 어렵습니다. 앞으로 몇 년 동안 지구와 우주 모두에서 새로운 망원경이 EHT 어레이에 추가 될 것입니다. 이는 블랙홀의보다 선명한 이미지를 약속하고 이러한 신비한 존재에 대한보다 친밀한 이해를 제공합니다.

상점에는 많은 놀라움이있을 것입니다. 이것은 인류가 강력한 중력과 공간과 시간의 본질을 탐구하는 흥미 진진한 새 시대이며, 최고는 아직 오지 않을 것입니다.

Ziri Yonsei는 캘리포니아 대학의 UKRI Stephen Hawking 연구원입니다. 이 기사는 Creative Commons 라이선스에 따라 The Conversation에서 다시 게시되었습니다. 읽기 원본 기사.