우주에 블랙홀이 있나요?

존재합니다.

스피처 우주망원경이 포착한 우주 속 숨겨진 블랙홀 사진. 노란색 하이라이트는 우주 가스층과 먼지.

최근 나사 스피처 우주망원경의 최근 관측 결과를 통해 국제 천문학자들은 우주의 좁은 영역에 무려 21개나 되는 장소가 깊숙이 숨겨져 있다는 사실을 처음으로 발견했다. "퀘이사" 블랙홀 그룹.

이번 주요 발견은 수년 동안 우주에 수많은 보이지 않는 블랙홀이 널리 존재했다는 천문학 분야의 추측을 처음으로 긍정적으로 확인시켜줍니다. 충분한 증거로 인해 사람들은 광대한 우주가 실제로 발견되지 않은 다양한 거대한 중력의 원천, 즉 "퀘이사" 블랙홀 그룹으로 가득 차 있다고 믿게 됩니다. 이번 발견에 대한 자세한 내용을 알아보기 위해 연구자들은 2005년 8월 4일 발행된 "Nature" 잡지에 공식적으로 기사를 게재했습니다.

'숨겨진' 퀘이사

우리는 실제로 우주의 블랙홀이 거대한 중력 효과로 인해 빛조차 단단히 끌어당겨 묶여 있기 때문에 직접 관찰을 통해 발견할 수 있습니다. 블랙홀 물체의 존재에 대한 증거를 확인하기 위해 천문학자들은 연구를 통해 블랙홀 주변의 물질의 거동이 고유한 특정 거동을 가지고 있음을 발견했습니다. 블랙홀 주변의 우주에서 기체 물질은 초고온을 가지며 격렬하게 폭발합니다. 가속 후에는 블랙홀의 강한 중력장에 이끌려 이 물질은 완전히 사라지기 전에 거의 빛의 속도로 상승합니다. 블랙홀이 기체 물질을 완전히 삼키면 전체 과정에서 다량의 엑스레이가 방출됩니다. 블랙홀이 실제로 존재한다는 징후를 보여주는 것은 일반적으로 탈출하는 엑스레이입니다. 이는 과거 인류가 블랙홀을 발견했다는 가장 직접적인 증거다.

한편, 극도로 활동적인 초대형 우주 블랙홀 주변에서는 격렬한 인력과 주변 물질을 삼키는 현상으로 인해 블랙홀 별 외부에 두꺼운 우주 가스와 ​​먼지 층이 생성됩니다. 구름은 블랙홀 근처 지역을 관찰하기 어렵게 만들고 천문학자들이 초대형 블랙홀의 존재를 발견하는 것을 방해합니다. 천문학에서는 이러한 극도로 활동적인 블랙홀을 "퀘이사"로 정의합니다. 일반적인 상황에서 1년 동안 퀘이사가 삼키는 물질의 평균 질량은 중형 별 1,000개의 질량을 합친 것과 같습니다. 일반적인 상황에서 이 퀘이사는 태양계에서 아주 멀리 떨어져 있으며, 우리가 관찰하면 이미 수억년이 지난 시점이라는 사실은 이러한 블랙홀의 활동이 우주 초기에 나타났음을 보여줍니다. 과학자들은 이런 종류의 블랙홀이 우주에서 성장하는 은하계의 전조라고 추측하고 있어 '퀘이사'라는 이름을 붙였다.

지금까지 발견된 '퀘이사' 블랙홀은 몇 개에 불과하다. 우주의 광대한 심연에 또 다른 퀘이사가 다수 존재하는지 여부는 아직 천문학자들의 연구가 더 필요하다. 이 분야의 작업은 이를 확인하기 위해 우주 내부의 X선에 대한 포괄적인 관찰과 연구에 전적으로 의존합니다.

블랙홀로 '가득한' 우주

최근 영국 옥스퍼드대학교 아리엘 마르티네즈-산 싱어 교수는 우주에 숨겨진 블랙홀을 최초로 발견했다고 발표했습니다. 시 교수는 “이전의 우주 엑스레이 관측과 연구를 통해 우주에 수많은 숨겨진 퀘이사가 존재한다는 증거를 찾고 싶었지만 최근 NASA에 따르면 그 결과는 참으로 만족스럽지 못하고 실망스러웠다”고 말했다. NASA 스피처 우주망원경의 최신 관측에 따르면, 천문학자들은 퀘이사 블랙홀을 가리고 있는 외부 우주 먼지 구름을 뚫고 내부에 숨겨져 있던 내부 블랙홀을 포착하는 데 성공했습니다. 스피처 우주망원경은 우주의 먼지층을 투과할 수 있는 적외선을 효과적으로 수집할 수 있기 때문에 연구자들은 우주의 매우 좁은 영역에서 이미 존재하지만 '숨겨진' 물체를 무려 21개나 발견하는 데 성공했습니다. 블랙홀 그룹.

캘리포니아 공과대학 스피처 과학센터 연구팀 소속 마크 레이스도 언론과의 인터뷰에서 “21개의 우주 퀘이사 블랙홀을 제쳐놓고 보면 이런 현상이 발견됐다”고 말했다. 시간이 지나면 우주의 다른 어떤 영역을 보아도 숨겨진 수많은 블랙홀이 차례로 발견될 것이라고 과감하게 예측할 수 있습니다. 성간 먼지의 도움으로 어둠 속에서 발전하고 성장하고 있는 수많은 초거대 블랙홀 거인."

블랙홀 시뮬레이션 사진

상하이 과학자들이 국제사회를 이끌고 있다. 연구팀은 고해상도 '전파사진'을 촬영했다.

우리가 살고 있는 은하수의 중심에는 육안으로는 보이지 않는 '슈퍼 블랙홀'이 있다. 지구와 같지만 질량은 적어도 태양의 40만 배입니다. 그것은 주변의 모든 물질을 "삼키며" 심지어 빛도 빠져나올 수 없습니다. 상하이 과학자들이 이끄는 국제 팀은 세계에서 가장 진보된 지상 망원경 배열을 사용하여 현재까지 블랙홀의 가장 가까운 "전파 사진"을 성공적으로 포착했습니다.

영국 잡지 '네이처' 오늘호는 이 중대한 성과를 특별 논평과 함께 게재했습니다. 이번 연구를 주도한 중국과학원 상하이천문대 선즈창(Shen Zhiqiang) 연구원은 이것이 기존 관측 조건에서 은하계 중심에 '슈퍼 블랙홀'이 존재함을 확인하는 가장 설득력 있는 증거라고 말했다. 이 블랙홀은 지구에서 약 26,000광년 떨어진 궁수자리 방향에 위치하고 있습니다.

이미 1930년대부터 천문학자들은 이론적으로 블랙홀의 존재를 예측했다고 전해진다. 그러나 블랙홀은 스스로 빛을 방출하지 않기 때문에 블랙홀을 어떻게 관찰하는가가 현대 천체물리학에서 가장 어려운 문제가 됐다. .섹스 문제 중 하나. 최근 허블 등 대형우주망원경과 지상망원경은 수많은 '후보 블랙홀'을 선정해 왔으며, 그 중 우리와 가장 가까운 은하계에 있는 궁수자리 표적은 전 세계 천문학자들의 연구 주제로 화제가 되고 있다. 세계.

1997년부터 Shen Zhiqiang이 이끄는 국제팀은 북반구에 있는 10개의 전파 망원경을 사용하여 수많은 관측을 수행하고 새로운 방법을 사용하여 관측의 정확도를 지속적으로 향상시켜 왔습니다. 지난 5년 동안 전파의 '가시선'은 점차 블랙홀에 가까워졌고, 마침내 세계 최초로 3.5mm 파장의 고해상도 이미지를 획득했습니다.

심즈강(Shen Zhiqiang)은 “블랙홀 중심에 이렇게 가까운 영역을 인간이 본 것은 이번이 처음이어서 정말 흥미롭다”고 말했다. 과학자들은 관측을 통해 이 '슈퍼 블랙홀'이 극도로 거대하고 극도로 작을 뿐만 아니라, 기존 '후보 블랙홀'보다 밀도가 1조배 이상 높은 놀라운 밀도를 가지고 있다는 사실을 발견했다.

블랙홀 이론에 따르면 블랙홀은 거대한 별이 붕괴하면서 형성된다. 이때 원래 별을 구성했던 물질은 '점'에 집중되어 밀도가 무한대가 되는 경향이 있어 빛조차 중력을 벗어날 수 없게 된다. 그러므로 이 천체는 외부에서 보면 완전히 검은색이다. 블랙홀의 이러한 특성 때문에 천문학자들이 블랙홀을 찾는 것은 매우 어렵습니다. 천문학자들은 블랙홀 근처의 천체를 폭력적으로 "먹어버릴" 수 있는 능력을 바탕으로만 블랙홀의 존재를 결정할 수 있습니다.

블랙홀에는 보통 세 가지 종류가 있는데, 하나는 은하계 중심에 위치한 '슈퍼 블랙홀'이고, 다른 하나는 태양의 수십배 정도 질량을 지닌 항성급 블랙홀이다. . 둘 사이에는 '중간질량 블랙홀'도 있다.