과학자들은 우리 은하의 중심에 살고 있는 초거대질량 블랙홀인 궁수자리 A*를 그렸습니다. 그것은 우리 태양 질량의 400만 배에 달하는 엄청난 블랙홀입니다.
이 괴물은 우리 은하의 중심에 살고 있습니다.
거대한 중력에 의해 가속된 극도로 뜨거운 가스에서 흘러나오는 빛으로 둘러싸인 구멍이 있는 어두운 중앙 영역을 보고 있습니다. 비교를 위해, 고리는 우리 태양 주위를 도는 수성의 궤도와 대략 같은 크기입니다.
4000만 마일(약 60km)의 거리입니다. 다행히도 이 초거대질량 블랙홀은 앞으로 약 26,000광년 정도 떨어져 있기 때문에 위험에 처할 가능성은 없습니다.
이 이미지는 EHT(Event Horizon Telescope) 공동 작업이라는 국제 팀에서 제작했습니다.
올해의 두 번째 사진은 M87이라고도 알려진 또 다른 은하인 Messier 87의 중심에 있는 초대질량 블랙홀입니다. 그 크기는 태양보다 천 배 이상 컸습니다.
“하지만 이 새로운 이미지는 특별하기 때문에 우리의 초질량 블랙홀”이라고 EHT 프로젝트의 유럽 개척자 중 한 명인 Heino Falcke 교수가 설명했습니다.
“이것은 ‘우리 뒷마당’에 있으며 블랙홀과 블랙홀의 작동 방식을 이해하고 싶다면 여기에서 우리가 블랙홀을 복잡한 세부 사항에서 볼 수 있기 때문에 알려줄 것입니다.”라고 Falcke는 BBC News에 말했습니다.
초거대질량 블랙홀이란?
‘초거대질량 블랙홀’이라는 용어는 물질이 스스로 붕괴된 공간의 영역을 의미합니다. 그것은 매우 강하기 때문에 빛조차도 초질량 블랙홀의 중력을 벗어날 수 없습니다. 초대질량 블랙홀은 거대한 별의 격변적인 파괴로 인해 발생합니다. 반면에 어떤 것들은 엄청나게 거대하고 우리 태양의 수십억 배의 질량을 가지고 있습니다. 이 초대형 블랙홀이 어떻게 형성되는지는 불분명합니다.
사진은 테크니컬 투어 드 포스입니다. 그건 그래야만 해. 지구에서 26,000광년 거리에 있는 궁수자리 A*, 줄여서 Sgr A*는 하늘에 있는 작은 가시입니다. 그러한 목표를 식별하려면 놀라운 해상도가 필요합니다. EHT의 트릭은 VLBI(Very Long Baseline Array Interferometry)라는 기술입니다.
사진은 놀라운 기술입니다. 그건 그래야만 해. 궁수자리 A* 또는 줄여서 Sgr A*는 지구에서 26,000광년 떨어진 밤하늘의 아주 작은 점입니다. 그러한 정밀함으로 그러한 표적을 탐지하기 위해서는 엄청난 분해능이 필요합니다. EHT는 작업을 수행하기 위해 VLBI(Very Long Baseline Array Interferometry)라는 방법을 사용합니다. 본질적으로 이것은 우리 행성의 망원경 크기를 시뮬레이션하는 8개의 넓게 분리된 무선 안테나의 네트워크입니다.
EHT의 앙각은 매우 높기 때문에 마이크로아크초 단위로 측정되는 하늘의 각도를 절단할 수 있습니다. 팀원들은 달 표면에서 베이글을 보는 것과 같은 선명도를 가지고 있다고 말합니다.
그럼에도 불구하고 수 페타바이트(1PB = 100만 GB)의 데이터에서 디지털 사진을 구성하려면 원자 시계, 스마트 알고리즘 및 무한한 슈퍼컴퓨팅 능력을 사용해야 합니다.
초대질량 블랙홀의 어둠은 빛을 굴절시켜 강착 원반을 형성합니다. “그림자” 외에는 관찰할 것이 없지만 이 어둠 주위를 날아다니며 원으로 뻗어나가는 물질의 밝기가 강착 원반으로 알려진 물체의 위치를 나타냅니다.
M87의 업데이트된 사진을 기존 사진과 비교하면 어떤 점이 새로워졌는지 궁금하실 것입니다. 그러나 중요한 차이점이 있습니다.
“궁수자리 A*는 훨씬 더 작은 블랙홀이기 때문에(약 1000배 더 작습니다) 그 고리 구조는 1000배 더 빠른 시간 척도에 따라 변합니다. 매우 역동적입니다. 링에서 볼 수 있는 ‘핫스팟’은 날마다 움직입니다.”라고 University College London의 Ziri Yunsi 박사는 말했습니다.
이것은 우리 은하의 중심에 자신을 위치시키고 무선 주파수에 민감한 눈으로 상황을 관찰할 수 있다면 무엇을 볼 수 있을지에 대한 팀의 계산에서 알 수 있습니다.
190,000mph(약 300,000km/s)의 속도로 고리에 있는 과열되고 열광적인 가스가 초대질량 블랙홀 주위를 소용돌이치고 있습니다. 더 밝은 영역은 물질이 우리 쪽으로 흐르고 빛 방출이 활성화되거나 결과적으로 “도플러 증폭”되는 장소일 가능성이 가장 높습니다.
Sgr A* 근처에서 이러한 급격한 변화는 M87의 이미지를 구성하는 데 그렇게 오랜 시간이 걸린 이유 중 하나입니다. 데이터 해석이 훨씬 더 어려워졌습니다.
대조적으로 M87은 5,500만 광년의 더 큰 크기와 거리에서 M64와 비교할 때 정지된 것처럼 보입니다.
과학자들은 이미 이 사진의 발견을 사용하여 현대 중력 이론을 테스트하고 있습니다. 지금까지 그들이 관찰한 것은 아인슈타인이 1915년에 처음 발표한 일반 상대성 이론과 완전히 일치합니다.
수십 년 동안 우리는 우리 은하의 중심에 초대질량 블랙홀이 존재한다는 사실을 알고 있었습니다. 초거대질량 블랙홀이 아닌 다른 것은 24,000km/s의 속도로 우주 공간을 통과하는 주변 별을 가속시키는 힘을 생성할 수 있습니다(비교를 위해 우리 태양은 우리 은하계 주위를 초당 230km 또는 시속 140마일로 여유롭게 여행합니다) ?
수백 개의 별이 시간당 수십만에서 수십억 킬로미터의 속도로 초대질량 블랙홀을 돌 것입니다. 그들은 또한 이 지역에 별 크기의 초거대질량 블랙홀이 있다는 증거뿐만 아니라 집중된 암흑 물질 클러스터의 징후를 찾을 것입니다.
캘리포니아 대학교 버클리의 제시카 루 박사는 “우주를 더 선명하게 촬영할 수 있는 새로운 시설을 얻을 때마다 은하 중심에서 훈련하기 위해 최선을 다하고 있으며 필연적으로 환상적인 것을 배웁니다.”라고 설명했습니다. Webb 캠페인을 주도할 미국.
EHT 공동 연구 결과는 The Astrophysical Journal Letters의 특별판에 게재되고 있습니다. 그건 그렇고, NASA가 국제 우주 정거장을 파괴할 계획이라는 것을 알고 계셨습니까?