NASA의 새로운 100억 달러 웹 우주 망원경, 은하수 중심부의 초대질량 블랙홀 발견

Webb는 천문학자들에게 흥미롭고 실망스러운 것으로 입증된 수수께끼의 초거대 블랙홀 플레어 문제를 해결할 것입니다.

운영 첫해에는 나사‘NS 제임스 웹 우주 망원경 당신은 거대한 블록의 바로 주변의 이미지를 만들기 위해 글로벌 협력 노력에 힘을 합칠 것입니다. 블랙홀 우리 마음에 은하수 은하. 이벤트 호라이즌 망원경(EHT)은 은하 M87의 중심부에 있는 블랙홀의 “그림자”의 첫 번째 이미지로 가장 잘 알려져 있으며, 이제 그 노력을 거대한 은하수인 궁수자리 A*의 보다 복잡한 환경으로 돌렸습니다. 블랙홀. M87 코어는 정적 표적을 제공했지만 A* 호는 시간 단위로 신비한 섬광을 표시하여 촬영을 더 어렵게 만듭니다. Webb는 블랙홀 영역의 적외선 이미지를 지원하여 EHT 팀에 귀중한 참조가 될 플레어가 존재하는 시점에 대한 데이터를 제공합니다.

뜨거운 가스의 거대한 소용돌이가 적외선으로 빛을 발하며 우리 은하의 중심부에 있는 초대질량 블랙홀의 대략적인 위치를 나타냅니다. 이 다중 파장 합성 이미지는 NASA의 허블 우주 망원경이 포착한 근적외선을 포함하고 있으며 2009년에 공개되었을 당시 은하 중심 영역에서 촬영된 가장 선명한 적외선 이미지였습니다. 이 영역에서 동적 플래시 플레어 블랙홀 바로 주변, 궁수자리 A*라고 불리는 이 천체는 EHT(Event Horizon Telescope) 공동 작업을 복잡하게 만들어 더 가깝고 자세한 이미지를 만들었습니다. 블랙홀 자체는 빛을 방출하지 않아 망원경으로 감지할 수 없지만 EHT 팀은 블랙홀을 직접 둘러싸고 있는 뜨겁고 빛나는 먼지와 가스의 선명한 이미지를 얻어 블랙홀을 포착하기 위해 노력하고 있습니다. 크레딧: NASA, ESA, SSC, CXC, STScI

행성 전역의 외딴 산꼭대기에서 과학자들은 밤이 밤이라는 소식을 기다리고 있습니다. 지구와 우주에서 수십 개의 망원경의 복잡한 조정이 완료되었으며 날씨가 맑았으며 기술적 문제가 해결되었습니다. 은유적인 별이 정렬되었습니다. 우리은하의 중심부에 있는 초대질량 블랙홀을 살펴볼 때입니다.

천문학자들이 말하는 스도쿠 일정은 EHT(Event Horizon Telescope) 협력을 통해 관측 캠페인이 진행되는 동안 매일 발생하며 곧 고려할 새로운 플레이어가 생깁니다. NASA의 James Webb 우주 망원경이 이러한 노력에 동참할 것입니다. Webb의 첫 번째 관측 목록에서 천문학자들은 궁수자리 A*(Sgr A*, 별표는 “별”로 발음)라고 불리는 은하수의 블랙홀이 제시하는 독특하고 지속적인 문제를 해결하기 위해 적외선 이미징의 힘을 사용할 것입니다.

2017년에 EHT는 은하 M87에서 초대질량 블랙홀을 직접 둘러싸고 있는 지역에 대한 최초의 역사적 관점을 포착하기 위해 행성 전역에 있는 8개의 전파 망원경 시설의 결합된 이미징 힘을 사용했습니다. Sgr A*는 M87의 블랙홀보다 가깝지만 더 어둡고 주변 물질의 독특한 깜박임 플레어가 시간 단위로 빛의 패턴을 변경하여 천문학자들에게 도전 과제를 제시합니다.

크레딧: NASA, ESA, SSC, CXC, STScI

천문학자 Farhad Yousefzadeh는 “우리 은하의 초대질량 블랙홀은 이러한 유형의 빛을 포함하는 것으로 알려진 유일한 블랙홀이며, 이로 인해 이 지역의 사진을 찍는 것이 매우 어려웠지만 궁수자리 A*를 과학적으로 더 흥미롭게 만들기도 했습니다”라고 말했습니다. . , 의 교수 노스웨스턴 대학교 Webb의 Sgr A* 모니터링 프로그램의 수석 연구원.

플레어는 블랙홀 주변의 입자가 일시적이지만 강렬한 가속으로 인해 훨씬 ​​더 높은 에너지로, 해당하는 빛을 방출하기 때문입니다. Webb를 사용하여 Sgr A*를 관찰할 때의 중요한 이점은 두 개의 적외선 파장(F210M 및 F480M)의 데이터를 달 외부의 망원경 위치에서 동시에 연속적으로 캡처할 수 있다는 것입니다. Webb는 EHT 팀이 자체 데이터와 함께 참조로 사용할 수 있는 연소 및 냉각 주기를 관찰하여 보다 선명한 그림을 얻을 수 있는 지속적인 보기를 갖게 됩니다.

Sgr A* 플레어를 유발하는 원인 또는 메커니즘에 대해서는 많은 논란이 있습니다. Sgr A* 플레어가 어떻게 시작되고 정점에 이르며 소멸되는지에 대한 답은 블랙홀과 입자 및 혈장 물리학, 심지어 태양으로부터의 플레어.

뜨거운 가스는 NASA의 허블 우주 망원경이 포착한 근적외선으로 밝혀진 우리 은하의 초대질량 블랙홀 주변을 돌고 있습니다. 세계 천문학의 해를 기념하기 위해 2009년에 공개된 이 이미지는 은하 중심 지역의 가장 선명한 적외선 이미지였습니다. 2021년 12월에 발사될 예정인 NASA의 다가오는 James Webb 우주 망원경은 이 탐색을 계속하여 허블 힘의 정밀도와 적외선을 감지하는 더 큰 능력을 결합할 것입니다. 이 지역의 플레어에 대한 Webb의 관측은 천문학자들에게 특별한 관심을 불러일으킬 것입니다. 이는 다른 초대질량 블랙홀 주변에서 관찰된 적이 없고 원인도 알려져 있지 않습니다. 플레어는 블랙홀을 직접 둘러싸고 있는 지역의 이미지를 캡처하려는 EHT(Event Horizon Telescope) 협업의 탐색을 복잡하게 만들었으며 Webb의 적외선 데이터는 깨끗한 이미지를 생성하는 데 크게 도움이 될 것으로 예상됩니다. 출처: NASA, ESA, STScI 및 Q. Daniel Wang(UMass)

Webb Sgr A* 연구팀의 천문학자이자 EHT의 과학 위원회 부회장인 Sera Markov는 “블랙홀은 정말 놀랍습니다. “전 세계의 과학자들과 우주 기관들이 블랙홀 연구에 많은 노력을 기울이는 이유는 블랙홀이 우리가 일반 상대성 이론과 같은 기본 이론을 실제 테스트할 수 있는 알려진 우주에서 가장 극한 환경이기 때문입니다.”

알버트 아인슈타인이 일반 상대성 이론의 일부로 예측한 블랙홀은 어떤 의미에서는 그 이름이 암시하는 것과 반대입니다. . 블랙홀의 중력장은 너무 강해서 주변의 공간 구조를 왜곡하고 너무 가까워지는 모든 물질은 물질이 방출하는 모든 빛과 함께 영원히 함께 머물러 있습니다. 이것이 블랙홀이 “검은색”으로 나타나는 이유입니다. 망원경이 감지하는 모든 빛은 실제로 블랙홀 자체에서 오는 것이 아니라 주변에서 오는 것입니다. 과학자들은 이 빛의 마지막 내부 가장자리를 이벤트 호라이즌이라고 부르며, EHT 협업이 그 이름을 따온 곳입니다.

M87의 EHT 이미지는 블랙홀에 대한 아인슈타인의 예측이 옳았다는 최초의 직접적인 시각적 증거였습니다. 블랙홀은 여전히 ​​아인슈타인 이론의 증거 근거를 형성하고 있으며 과학자들은 EHT, Webb, X선 및 기타 관측소에서 Sgr A*에 대한 다중 파장 관측을 신중하게 표로 작성하여 일반 상대성 이론 계산의 오차 한계를 좁힐 수 있기를 희망합니다. 물리학의 새로운 세계를 가리키는 것이 아니라 우리는 이제 그것을 이해합니다.

새로운 이해 및/또는 새로운 물리학의 전망이 흥미롭지만 Markov와 Zadeh는 이것이 시작에 불과하다고 말합니다. Markov는 “과정입니다. 처음에는 답변보다 질문이 더 많을 것입니다.”라고 Sgr A* 연구팀은 향후 몇 년 동안 Webb와 더 많은 시간을 함께하여 추가 점화 이벤트를 목격하고 지식 기반을 구축할 계획입니다. 그리고 무작위 플레어에서 패턴을 식별하기 위해 분명히, Sgr A*를 연구하여 얻은 지식은 다른 블랙홀에 적용되어 블랙홀의 본질과 블랙홀을 독특하게 만드는 근본적인 요소를 확인합니다.

따라서 스트레스가 많은 스도쿠 일정은 한동안 계속되지만 천문학자들은 그만한 가치가 있다는 데 동의합니다. 자데는 “인간이 할 수 있는 가장 고귀한 일은 진실을 찾는 일”이라고 말했다. “그것은 우리의 본성입니다. 우리는 우주의 일부이기 때문에 우주가 어떻게 작동하는지 알고 싶습니다. 블랙홀은 이러한 큰 질문에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.”

NASA의 Webb Telescope는 향후 10년 동안 최고의 우주 과학 관측소가 될 것이며, 우리 태양계 내에서 초기 우주에서 가장 멀리 관측 가능한 은하와 그 사이의 모든 것에 이르기까지 우주 역사의 모든 단계를 탐구합니다. Webb는 새롭고 예상치 못한 발견을 밝히고 인류가 우주의 기원과 그 안에서 우리의 위치를 ​​이해하도록 도울 것입니다. Webb는 NASA가 파트너인 ESA(유럽 우주국) 및 캐나다 우주국과 함께 주도하는 국제 프로그램입니다.