초대형 블랙홀이 우리에게 미치는 영향

초대형 블랙홀의 발견

지구에서 약 4억 5천만 광년 떨어진 헤라클레스 별자리에 Markarian 501 이라고 부르는 은하가 있어요 . 가시 광선 이미지 에서 Markarian 501은 단순하고 흥미롭지 않은 얼룩처럼 보이고요. 그리하나 외모는 속일 수 있고요. 보통과 다르게우주에서는요. Markarian 501은 대다수 빛의 속도로 이양하는 하전 입자의 발사대이고요. 은하의 심장에서 고에너지 입자와 방사선의 밝은 제트가 분출되어 지구 방법으로 돌진하고요. 과학자들만이 입자의 원인을 간파할 수 있으면하는 가속 입자를 추구하여서 완벽한 자연 실험실이 됩니다.

오늘 네이처 (Nature) 저널 에 실린 논문에서 천문학자들은 제트기 중 1개른 심장을 곰곰이 들여다보고 애초에 그 입자를 몰아내는 것이 어떠한 것인지를 볼 수 있었어요. ” 우리 가 입자 가속 모델을 직접 테스트 가능한 것은 이번이 처음이라고 합니다 . Markarian 501은 말 그대로 블레이저라고 지칭되는 독특한 가지 수의 은하 의 빛나는 예이라고 합니다 . 이 은하를 그렇게 밝게 만들어 주는 것은 그 중심에 있는 초대형 블랙홀이예요. 중력 밀도가 높은 지역은 고에너지 입자의 커다란 원천을 분출하여 빛의 속도에 무척 두텁게 이동하고 수억 광년 이상 뻗어 있는 제트를 형성하더라고요.

많은 은하에는 이와 같은 제트를 분출하는 초거대질량 블랙홀이 있고요. 천문학자들은 이를 활동 은하핵이라고 부릅니다 . 그리하나 Markarian 501과 같은 블레이저는 제트기가 지구의 보편적인 강령을 똑바로 향하고 있다는 사실로 정의됩니다. 천문학자들은 그것에 훈련된 망원경을 활용하여 상류를 바라보고 밝은 전달에서 가시광선, 타오르는 감마선에 나가기까지 전자기 스펙트럼의 모든 부분의 파동을 타고 흐르는 입자의 끊임없는 급류를 확실하게 볼 수 있다고 합니다.

블레이저는 자신이 속한 우주 구석 너머까지 영향력을 퍼뜨릴 수 있어요. 예를 들어, 남극 얼음 아래쪽에 묻힌 탐지기는 TXS 0506+56이라고 하는 블레자에서 나오는 중성미자—물리학자들을 피하기 위함으로 최선을 다하는 유령 같은 저질량 입자—를 터득했다고 합니다 . 연구원들이 태양계 바깥 부분의 기원점(그리고 50억 광년 떨어진 지점)에서 지구에 내리는 중성미자를 묘득한 것은 이번이 처음이라고 합니다.

초대형 블랙홀이 구성하는 전자기파

그렇지만 초거대질량 블랙홀이 실제로 빛과 다른 전자기파를 구성하게 하는 원인은 무엇입니까? 제트기 안에서 무슨 일이 벌어질까요? 그 안에서 서핑을 한다면 정확하게 무엇을 만끽하고 보게 될까요?

과학자들도 이러한 답을 알고 싶어하고요. 재미있고 극단적인 사고 실험을 하기 때문만은 아니라고 합니다. Blazars는 자연 입자 가속기이며 현재 지구에서 형성할가능한 어떠한 가속기보다 그 이상으로 크고 강력하고요. 블레이저 제트의 역학을 분석함으로써 그들은 어느 자연적 스탭이 물질을 빛의 속도에 긴밀하게 가속 가능한지 배울 수 있어요. 이에 더하여 Markarian 501은 최소한 수십억 광년 더 멀리 감퇴하여 있는 다른 블레이저에 비교해서 대조적으로 지구에 가깝다는 점에서 탐색하기 때문에 더 긍정적인 블레이저 중 한가지이예요.

고로 Liodakis와 전 세계 수십 명의 동료들이 그것을 관찰했다고 합니다. 그들은 2021년 12월 NASA가 발사한 해파리 형상의 망원경인 IXPE( Imaging X-ray Polarization Explorer )를 이용하여 그 제트의 길이를 내려다 보았어요. 특히, IXPE는 원거리 X선이 편광되는지, 전자기파가 우주에서 어떻게 배향되는지 연구했어요. 예를 들어 전구에서 나오는 파동은 편광되지 않고 모든 기법으로 흔들립니다. 또 한편 LCD 화면에서 나오는 파장은 편광되어 한 방면으로만 흔들립니다. 그 때문에 화면을 다른 사람들에게 보이지 않게 만들어 주는 것과 같은 트릭을 사용할 수 있고요.

다시 하늘로 돌아가서, 천문학자들이 블랙홀과 같은 소스의 양극화를 안다면 그곳에서 무슨 일이 일어났는지 재구축할 수 있게될지도 모릅니다. Liodakis와 그의 동료들은 해당 분야의 전문가들이 이전에 컴퓨터에서 제트를 모델링하고 시뮬레이션하는 데 수년을 보냈기 때문에 무엇을 기대해야 될지 개괄적으로 알고 있었어요. “우리가 해당 모델의 예측을 직접 테스트할 수 있었던 것은 이번이 처음이었어요.”라고 그는 설명하더라고요.

그들은 범인이 충격파라는 것을 발견했어요. 날쌔게 활약하는 입자의 전면이 느슨하게 활약하는 입자와 충돌하여 돌진하는 물에 의해 밀려나는 표류물처럼 속도를 높였답니다. 난폭한 충돌은 천문학자들이 IXPE의 판독값에서 본 X선을 생성했다고 합니다.

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