Home science 중력 빛의 굽힘은 지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 하나를 보여줍니다

중력 빛의 굽힘은 지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 하나를 보여줍니다

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중력 빛의 굽힘은 지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 하나를 보여줍니다

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블랙홀의 강렬한 중력장이 주변 공간을 뒤틀고 있는 블랙홀에 대한 예술가의 인상. 이렇게 하면 거의 바로 뒤에 줄지어 있는 배경 조명의 이미지가 뚜렷한 원형 링으로 왜곡됩니다. “렌즈” 중력 효과는 빛의 휘어짐이 얼마나 중요한지에 따라 블랙홀의 존재를 추론하고 블랙홀의 질량을 측정하는 관측 방법을 제공합니다. 허블 우주 망원경은 태양 질량의 10억 배 이상의 초거대질량 블랙홀을 수용할 것으로 예상되는 전경에 중첩된 은하의 중심에 매우 가깝게 빛이 통과하는 먼 은하를 목표로 합니다. 이미지 제공: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger(skysurvey.org), N. Bartmann

천문학자 팀이 중력 렌즈 현상이라는 현상을 이용하여 지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 하나를 발견했습니다.

영국 더럼 대학이 이끄는 팀은 전경 은하가 휘어지고 멀리 있는 물체의 빛을 확대하는 중력 렌즈 효과와 DiRAC HPC 시설에서 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 팀이 빛이 어떻게 구부러지는지 면밀히 조사할 수 있었습니다. 은하계 안의 블랙홀 지구에서 수억 광년 떨어져 있습니다.

그들은 전경 은하에서 우리 태양 질량의 300억 배 이상인 초대질량 블랙홀을 발견했는데, 이는 천문학자들이 거의 볼 수 없는 규모입니다.

팀이 수십만 번 우주를 통과하는 빛을 시뮬레이션하기 때문에 이것은 이 기술을 사용하여 발견된 최초의 블랙홀입니다. 각 시뮬레이션에는 서로 다른 질량의 블랙홀이 포함되어 있어 지구로의 빛의 여정을 변경합니다.

연구자들이 그들의 시뮬레이션 중 하나에 초거대질량 블랙홀을 포함시켰을 때, 먼 은하에서 지구에 도달하기까지 빛이 이동한 경로는 허블 우주 망원경이 촬영한 실제 이미지에서 본 경로와 일치했습니다.

그 결과는 오늘 저널에 발표되었습니다. 왕립천문학회 월간 공지.

천문학자들이 20억 광년 떨어진 은하에서 태양 질량의 300억 배에 달하는 블랙홀을 발견하기 위해 중력렌즈를 사용한 방법을 보여주는 비디오. 크레딧: 더럼 대학교

수석 저자인 더럼 대학교 물리학과의 제임스 나이팅게일 박사는 “태양 질량의 약 300억 배에 달하는 이 특정 블랙홀은 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것 중 하나이며 우리가 할 수 있는 최대 한계에 있습니다. 우리는 블랙홀이 이론가가 될 수 있다고 생각하니 매우 흥미로운 발견입니다.”

중력 렌즈 현상은 전경 은하의 중력장이 배경 은하의 빛을 휘게 하는 것처럼 보일 때 발생하며, 이는 우리가 더 자주 알아차린다는 것을 의미합니다.

실제 렌즈처럼 이 렌즈는 또한 배경 은하를 확대하여 과학자들이 자세히 연구할 수 있도록 합니다.

비디오 스틸 이미지 – 블랙홀 – 렌즈 기하학. 크레딧: 더럼 대학교
비디오 정지 이미지 – 블랙홀 – 관측 이미지. 크레딧: 더럼 대학교

나이팅게일 박사는 “우리가 알고 있는 대부분의 대형 블랙홀은 활성 상태에 있으며 블랙홀 가까이로 끌어당겨지는 물질이 가열되고 빛, X선 및 기타 방사선의 형태로 에너지를 방출합니다.”라고 말했습니다.

그러나 중력 렌즈 효과를 통해 현재 먼 은하계에서는 불가능한 비활성 블랙홀을 연구할 수 있습니다. 이 접근 방식을 통해 우리는 지역 우주 외부에서 더 많은 블랙홀을 탐지하고 이 이국적인 물체가 우주 시간에 어떻게 진화했는지 밝힐 수 있습니다. .”

독일의 막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute)도 포함된 이 연구는 천문학자들이 이전에 생각했던 것보다 비활성적이고 더 거대한 블랙홀을 발견하고 그들이 어떻게 그렇게 거대하게 성장하는지 조사할 수 있는 감질나는 가능성을 열어줍니다.

바로 이 발견의 이야기는 2004년 더럼 대학의 동료 천문학자인 Alastair Edge 교수가 SGS 이미지를 검토할 때 중력 렌즈의 거대한 호를 발견하면서 시작되었습니다.

비디오 스틸 이미지 – 블랙홀 – 정수 질량. 크레딧: 더럼 대학교
초대질량 초대질량 블랙홀의 비디오 스틸 이미지. 크레딧: 더럼 대학교
블랙홀의 비디오 스틸 이미지 – 매우 낮은 질량. 크레딧: 더럼 대학교

19년을 빨리 감고 나사의 허블 망원경과 더럼 대학의 DiRAC COSMA8 슈퍼컴퓨터 시설의 고해상도 이미지의 도움으로 나이팅게일 박사와 그의 팀은 이것을 다시 방문하고 더 깊이 탐구할 수 있었습니다.

팀은 이것이 블랙홀의 신비를 더 깊이 탐구할 수 있는 첫 번째 단계이며, 미래의 대규모 망원경이 천문학자들이 블랙홀의 크기와 크기에 대해 더 많이 알기 위해 멀리 떨어진 블랙홀을 연구하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

추가 정보:
James Nightingale et al., Abell 1201: 강력한 중력 렌즈 효과에서 초대질량 블랙홀 감지, 왕립천문학회 월간 공지 (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad587

저널 정보:
왕립천문학회 월간 공지


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