천문학자들은 우리 은하의 초대질량 블랙홀 주위에서 소용돌이치는 뜨거운 가 스 거품을 감지합니다.

천문학자들은 아타카마 ALMA(Large Millimeter/submillimeter Array)를 사용하여 우리 은하의 중심에 있는 블랙홀인 궁수자리 A*를 도는 ‘핫스팟’의 징후를 발견했습니다. 이번 발견은 우리가 초거대질량 블랙홀의 불가사의하고 역동적인 환경을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

“우리는 수성과 비슷한 크기의 궤도에서 궁수자리 A* 주위를 맴도는 뜨거운 가스 거품을 보고 있다고 생각하지만 약 70분 만에 완전한 루프를 만들 수 있습니다. 이것은 약 100%의 엄청난 속도가 필요합니다. 광속의 30%!” 독일 본에 있는 막스 플랑크 전파천문연구소의 마시에크 비엘구스(Maciek Wielgus)가 오늘 발표한 연구를 이끌었다고 말했습니다. 천문학 및 천체 물리학.

이번 관측은 유럽남부천문대(ESO)가 공동 소유한 전파 망원경인 칠레 안데스 산맥의 ALMA를 사용하여 블랙홀을 촬영하기 위한 EHT(Event Horizon Telescope) 협력 캠페인 중에 이루어졌습니다. 2017년 4월 EHT는 ALMA를 포함하여 전 세계적으로 8개의 기존 전파 망원경을 연결하여 최근에 처음으로 궁수자리 A*의 이미지를 공개했습니다. EHT 데이터를 보정하기 위해 EHT Collaboration의 구성원인 Wielgus와 그의 동료들은 궁수자리 A*의 EHT 관찰과 동시에 기록된 ALMA 데이터를 사용했습니다. 놀랍게도 팀은 ALMA만 측정한 결과에 블랙홀의 본질에 대한 단서가 더 많이 숨겨져 있었습니다.

우연히도, 일부 관측은 NASA의 찬드라 우주 망원경에 의해 발견된 우리 은하의 중심에서 폭발 또는 플레어 X선 에너지가 방출된 직후에 이루어졌습니다. 이전에 X선 및 적외선 망원경으로 관찰된 이러한 종류의 플레어는 블랙홀에 매우 가깝고 매우 빠르게 공전하는 뜨거운 가스 거품인 이른바 ‘핫스팟’과 관련이 있는 것으로 생각됩니다.

“정말 새롭고 흥미로운 점은 그러한 플레어가 지금까지 궁수자리 A*의 X선 및 적외선 관측에서만 분명히 존재했다는 것입니다. 여기에서 우리는 궤도를 도는 핫스팟이 전파 관측에서도 존재한다는 매우 강력한 표시를 처음으로 봅니다. “라고 폴란드의 Nicolaus Copernicus Astronomical Centre와 미국 Harvard University의 Black Hole Initiative와 제휴하고 있는 Wielgus는 말합니다.

“적외선 파장에서 감지된 이러한 핫스팟은 동일한 물리적 현상의 징후일 수 있습니다. 적외선을 방출하는 핫스팟이 냉각됨에 따라 ALMA 및 EHT에서 관찰된 것과 같이 더 긴 파장에서 볼 수 있게 됩니다.”라고 Jesse Vos는 덧붙입니다. 이 연구에 참여한 네덜란드 Radboud University의 박사 과정 학생.

플레어는 궁수자리 A*에 매우 가까운 궤도를 도는 매우 뜨거운 가스의 자기 상호 작용에서 비롯된 것으로 오랫동안 생각되었으며 새로운 발견은 이 생각을 뒷받침합니다. “이제 우리는 이러한 플레어의 자기적 기원에 대한 강력한 증거를 찾았고 우리의 관찰은 과정의 기하학에 대한 단서를 제공합니다. 새로운 데이터는 이러한 사건의 이론적 해석을 구축하는 데 매우 도움이 됩니다.”라고 공동 저자인 Monika Mo는 말합니다. Radboud 대학의 cibrodzka.

ALMA를 통해 천문학자들은 궁수자리 A*의 편파 전파 방출을 연구할 수 있으며, 이는 블랙홀의 자기장을 밝히는 데 사용할 수 있습니다. 팀은 이러한 관찰을 이론적인 모델과 함께 사용하여 궁수자리 A* 주변의 자기장을 포함하여 핫스팟의 형성과 핫스팟이 포함된 환경에 대해 더 많이 배웠습니다. 그들의 연구는 이전 관측보다 자기장의 형태에 대한 더 강력한 제약을 제공하여 천문학자들이 블랙홀과 그 주변의 본질을 밝힐 수 있도록 돕습니다.

관측 결과는 적외선에서 관찰하는 ESO의 VLT(Very Large Telescope)에 있는 GRAVITY 기기가 이전에 발견한 것 중 일부를 확인시켜줍니다. GRAVITY와 ALMA의 데이터에 따르면 플레어가 블랙홀 주위를 소용돌이치는 가스 덩어리가 하늘에서 빛의 속도의 약 30%로 하늘에서 시계 방향으로 발생하며 핫스팟의 궤도가 거의 정면을 향하고 있음을 시사합니다. .

“미래에 우리는 GRAVITY와 ALMA 모두를 사용하여 조정된 다중 파장 관측을 사용하여 주파수 전반에 걸쳐 핫스팟을 추적할 수 있어야 합니다. 이러한 노력의 성공은 은하 중심에서 플레어의 물리학을 이해하는 데 진정한 이정표가 될 것입니다.” 이 연구의 공동 저자인 스페인 발렌시아 대학의 Ivan Marti-Vidal은 말합니다.

팀은 또한 EHT로 궤도를 도는 가스 덩어리를 직접 관찰하여 블랙홀에 더 가까이 다가가 탐사하고 이에 대해 더 많이 알 수 있기를 희망하고 있습니다. “바라건대, 언젠가는 우리가 궁수자리 A*에서 무슨 일이 일어나고 있는지 ‘알고 있다’고 편안하게 말할 수 있을 것입니다.“라고 Wielgus는 결론을 내립니다.

추가 정보

이 연구는 “궁수자리 A* 근처의 궤도 운동 — 편광 ALMA 관측의 제약 조건”이라는 논문에 발표되었습니다. 천문학 및 천체 물리학.

팀은 M. Wielgus(Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany)로 구성되어 있습니다. [MPIfR]; Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, 폴란드 과학 아카데미, 폴란드; 미국 하버드 대학교 블랙홀 이니셔티브 [BHI]), M. Moscibrodzka (네덜란드 라드바우드 대학교 천체물리학과) [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (천체 물리학 센터 | Harvard & Smithsonian, 미국 및 BHI), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Spain), J. Farah (Las Cumbres Observatory, 미국; 대학 of California, Santa Barbara, USA), N. Marchili(이탈리아 ALMA 지역 센터, INAF-Istituto di Radioastronomia, Italy 및 MPIfR), C. Goddi(이탈리아 칼리아리 대학교 및 브라질 상파울루 대학교 물리학과) , 및 H. Messias (칠레 합동 ALMA 천문대).

국제 천문학 시설인 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(ALMA)는 ESO, 미국 국립과학재단(NSF) 및 일본 국립자연과학연구소(NINS)가 칠레 공화국과 협력하여 만든 파트너십입니다. ALMA는 회원국을 대신하여 ESO, 캐나다 국립 연구 위원회(NRC) 및 과학 기술부(MOST)와 협력하여 NSF 및 대만의 Academia Sinica(AS)와 협력하여 NINS에서 자금을 지원합니다. 그리고 한국천문연구원(KASI). ALMA 건설 및 운영은 회원국을 대신하여 ESO가 주도합니다. 북미를 대신하여 Associated Universities, Inc.(AUI)에서 관리하는 NRAO(National Radio Astronomy Observatory)에서 제공합니다. 그리고 동아시아를 대신하여 일본국립천문대(NAOJ)가 수행합니다. JAO(Joint ALMA Observatory)는 ALMA의 건설, 시운전 및 운영에 대한 통합 리더십 및 관리를 제공합니다.

유럽남방천문대(ESO)는 전 세계 과학자들이 모두의 이익을 위해 우주의 비밀을 발견할 수 있도록 합니다. 우리는 천문학자들이 흥미진진한 질문에 답하고 천문학의 매력을 전파하는 데 사용하는 세계 수준의 지상 천문대를 설계, 건설 및 운영하고 천문학 분야의 국제 협력을 촉진합니다. 1962년에 정부간 기구로 설립된 ESO는 오늘날 16개 회원국(오스트리아, 벨기에, 체코, 덴마크, 프랑스, ​​핀란드, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 네덜란드, 폴란드, 포르투갈, 스페인, 스웨덴, 스위스 및 영국), 개최국인 칠레 및 전략적 파트너인 호주와 함께 ESO의 본부와 방문자 센터 및 천문관인 ESO 초신성은 독일 뮌헨에서 가깝고 하늘을 관찰할 수 있는 독특한 조건을 갖춘 놀라운 장소인 칠레의 아타카마 사막에 망원경이 있습니다. ESO는 La Silla, Paranal 및 Chajnantor의 세 가지 관찰 사이트를 운영합니다. Paranal에서 ESO는 초대형 망원경과 초대형 망원경 간섭계, 두 개의 측량 망원경(적외선에서 작동하는 VISTA 및 가시광선 VLT 측량 망원경)을 운영합니다. 또한 Paranal에서 ESO는 세계에서 가장 크고 가장 민감한 감마선 관측소인 Cherenkov Telescope Array South를 호스트하고 운영할 것입니다. ESO는 국제 파트너와 함께 밀리미터 및 서브밀리미터 범위에서 하늘을 관찰하는 두 시설인 Chajnantor에서 APEX 및 ALMA를 운영합니다. Paranal 근처의 Cerro Armazones에서 우리는 “하늘에서 가장 큰 눈”인 ESO의 초대형 망원경을 만들고 있습니다. 칠레 산티아고에 있는 사무실에서 우리는 칠레에서의 사업을 지원하고 칠레 파트너 및 사회와 협력합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220922103234.htm