은하수 중심에서 초거대질량 블랙홀의 첫 번째 이미지가 공개되었습니다.

이것은 우리 은하의 고동치는 심장으로서 궁수자리 A*로 알려진 블랙홀의 존재를 확인한 최초의 직접 관측입니다.

블랙홀은 빛을 방출하지 않지만 이미지는 밝은 고리로 둘러싸인 블랙홀의 그림자를 보여주고, 빛은 블랙홀의 중력에 의해 휘어집니다. 천문학자들은 블랙홀이 우리 태양보다 400만 배 더 크다고 말했습니다.

천체 물리학 센터, 천체 물리학자 마이클 존슨(Michael Johnson): “수십 년 동안 천문학자들은 우리 은하의 중심에 무엇이 있는지 궁금해해 왔으며, 이는 엄청난 중력으로 별을 좁은 궤도로 끌어당깁니다.” | 성명서에서 하버드와 스미소니언.

“이미지(Event Horizon Telescope 또는 EHT)를 사용하여 중력이 백만 배 더 강해지는 이 궤도에 천 배 가까이 확대했습니다. 이 가까운 거리에서 블랙홀은 물질을 가속하여 빛의 속도에 접근하고 광자를 구부립니다. ‘ 꼬인(시공간) 경로.”

블랙홀은 지구에서 약 27,000광년 떨어져 있습니다. 우리 태양계는 우리 은하의 나선팔 중 하나에 위치해 있기 때문에 은하 중심에서 멀리 떨어져 있습니다. 이것을 밤하늘에서 볼 수 있다면 블랙홀은 달에 앉아 있는 도넛과 같은 크기로 보일 것입니다.

타이페이 시니카 아카데미아 천문학 및 천체물리학 연구소의 EHT 프로젝트 과학자 제프리 바우어(Jeffrey Bauer)는 성명을 통해 “우리는 고리 크기가 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 예상과 얼마나 잘 일치하는지에 놀랐다”고 말했다.

“이러한 전례 없는 관찰은 우리 은하의 (중심)에서 일어나는 일에 대한 우리의 이해를 크게 향상시켰고 이 거대한 블랙홀이 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.”

이 선구적인 발견의 결과는 목요일 특별호에 실렸습니다. 천체 물리학 저널 편지.

블랙홀을 찾아서

천문학자들이 이 이미지와 발견을 포착하고 확인하는 데 5년이 걸렸습니다. 이전에 과학자들은 은하 중심에서 보이지 않는 무거운 물체를 도는 별을 관찰했습니다.

그만큼 2020년 노벨 물리학상 은하수 중심에 있는 물체의 질량에 대해 Geis와 Genzel이 공유한 증거를 포함하여 블랙홀에 대한 발견으로 과학자 Roger Penrose, Reinhard Genzel 및 Andrea Geis에게 수여되었습니다.
블랙홀을 발견한 공로로 노벨 물리학상 수상

천체 물리학 센터(Center for Astrophysics)의 이론 천체 물리학자인 Ramesh Narayan: “이제 우리는 블랙홀이 근처의 가스와 빛을 삼켜 바닥이 없는 분화구로 끌어당기는 것을 봅니다.” | 성명서에서 하버드와 스미소니언. “이 이미지는 블랙홀이 어떻게 음식을 먹어 치우는지 이해하기 위한 수십 년간의 이론적 작업을 확인시켜줍니다.”

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이 발견은 이벤트 호라이즌 망원경을 구성하는 전 세계 8개 전파 망원경의 네트워크와 협력하여 80개 기관에서 300명 이상의 연구원에 의해 가능했습니다.

망원경의 이름은 블랙홀에서 빛이 빠져나갈 수 없는 지점인 ‘사건의 지평선’에서 따온 것입니다. 이 글로벌 망원경 네트워크는 8개 모두가 연결되고 관측이 나란히 있을 때 기본적으로 단일 “지구 크기” 가상 망원경을 구성합니다.

스트레치와 함께 블랙홀을 촬영한 두 번째 이미지입니다. 첫 번째는 M87 이미징의 EHT 달성*입니다. 2019년에 5,500만 광년 떨어진 먼 은하 Messier 87의 중심에 있습니다.
이 패널은 블랙홀의 처음 두 이미지를 보여줍니다.  왼쪽은 M87 *이고 오른쪽은 활 A *입니다.

두 이미지는 비슷하게 보이지만 호 A*는 M87*보다 1,000배 이상 작습니다.

EHT 과학 위원회의 공동 의장이자 이론 천체 물리학 교수인 Sera Markov는 “우리는 완전히 다른 두 가지 유형의 은하와 두 개의 매우 다른 질량의 블랙홀을 가지고 있지만 이 블랙홀의 가장자리 근처에서는 놀라울 정도로 유사해 보입니다”라고 말했습니다. 연구소. 성명에서 암스테르담 대학.

“이것은 (아인슈타인의) 일반 상대성 이론이 이러한 것들을 밀접하게 지배하며 우리가 더 멀리 보이는 차이는 블랙홀을 둘러싸고 있는 물질의 차이로 인한 것임에 틀림없다는 것을 말해줍니다.”

사진 촬영 불가

우리 은하의 블랙홀은 지구에 더 가깝지만 사진을 찍기가 어려웠다.

스튜어드 천문대의 EHT 과학자 찬치관은 “블랙홀 근처의 가스는 Sgr A*와 M87* 주위에서 같은 속도로(거의 같은 빛의 속도로) 움직이고 있다”고 말했다. 애리조나 주의 성명에서 말했다.

“그러나 가스가 더 큰 M87*의 궤도를 도는 데 며칠에서 몇 주가 소요될 때 훨씬 작은 Sgr A*에서는 단 몇 분 만에 궤도를 완료합니다. 이것은 Sgr A* 주변의 가스의 밝기와 패턴이 빠르게 변하고 있다는 것을 의미합니다. EHT 콜라보레이션이 그것을 관찰하면서, 마치 꼬리를 빠르게 쫓는 강아지의 선명한 사진을 찍으려는 것과 비슷했습니다.”

두 개의 초거대질량 블랙홀 M87*과 궁수자리 A*가 서로 옆에 있었다면 궁수자리 A*는 1,000배 이상 더 큰 M87*보다 왜소했을 것입니다.

천문학자들의 글로벌 네트워크는 궁수자리 A* 주변에서 가스가 빠르게 이동할 수 있도록 새로운 장비를 개발해야 했습니다. 결과 이미지는 팀이 찍은 다양한 이미지의 평균입니다. Caltech 연구원에 따르면 궁수자리 A*의 이미지를 캡처하는 것은 로스앤젤레스에서 카메라로 뉴욕시의 소금 한 알을 찍는 것과 같았습니다.

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“이벤트 호라이즌 망원경의 이 이미지는 높은 산꼭대기에 있는 망원경에서 이미지를 찍는 것 이상이 필요합니다. 이것은 기술적으로 어려운 망원경 관찰과 혁신적인 계산 알고리즘의 산물입니다.”라고 Rosenberg 연구원이자 컴퓨팅 및 조교수인 Katherine Bowman이 말했습니다. 기자 회견에서 캘리포니아 공과 대학의 수학 과학, 전기 공학 및 천문학.

여기저기서 보던 블랙홀 사진이요?  가능하게 해주신 대학원생님께 감사드립니다.
Bowman은 M87 사진 촬영에도 참여했습니다* 2019년에 공유됨. 궁수자리 A* 사진이 흐릿하게 보일 수 있지만 “지금까지 가장 선명한 사진 중 하나입니다”라고 Bowman은 말했습니다.

각 망원경은 회절 한계 또는 볼 수 있는 분 기능의 최대 수라고 하는 최대 한계에 도달했습니다.

존슨은 기자 회견에서 “기본적으로 우리가 여기서 보고 있는 수준”이라고 말했다. “이미지를 더 선명하게 하려면 망원경을 멀리 옮기거나 더 높은 주파수로 옮겨야 하기 때문에 불분명합니다.”

통찰력

완전히 다른 두 블랙홀의 이미지를 얻으면 천문학자들은 그들의 유사점과 차이점을 결정하고 가스가 은하의 형성과 진화에 기여할 수 있는 초대질량 블랙홀 주변에서 어떻게 행동하는지 더 잘 이해할 수 있습니다. 블랙홀은 대부분의 은하의 중심에 있으며 엔진 역할을 하는 것으로 여겨집니다.

궁수자리 A*는 우리 은하의 중심에 있으며 M87*은 지구에서 5,500만 광년 이상 떨어져 있습니다.

한편, EHT 팀은 망원경의 네트워크를 확장하고 미래에 더 멋진 이미지와 블랙홀 영화로 이어질 수 있는 업그레이드를 만들기 위해 노력하고 있습니다.

은하수의 블랙홀로 인해 우리 은하에서 별이 추방되었습니다.

움직이는 블랙홀을 포착하면 시간이 지남에 따라 블랙홀이 어떻게 변하고 블랙홀을 공전할 때 가스가 하는 일을 보여줄 수 있습니다. 10월에 Caltech에 박사후 연구원으로 합류할 Bowman과 EHT 회원 Antonio Fuentes는 블랙홀 이미지를 함께 연결하여 이 움직임을 반영할 수 있는 방법을 개발하고 있습니다.

EHT 과학 위원회 회원이자 천문학 및 물리학 교수이자 애리조나 대학의 연구 부학장인 페리알 외질(Ferial Ozil)은 이 “우리 은하 중심에 있는 부드러운 거인의 첫 번째 직접적인 이미지”는 시작에 불과하다고 말했습니다. 기자 회견.

국립과학재단(National Science Foundation)의 Sithuraman Panchanathan 이사는 성명에서 “이 이미지는 우리가 글로벌 연구 커뮤니티로서 함께 불가능해 보이는 것을 가능하게 만들 때 달성할 수 있는 것에 대한 증거”라고 말했습니다. “언어, 대륙, 은하계조차도 인류가 모두의 공동선을 위해 모일 때 달성할 수 있는 것을 가로막을 수 없습니다.”

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