블랙홀을 설명하려면 블랙홀에 관한 9장의 사진을 간략하게 이해해야 합니다.

ALMA & APEX의 EHT(EHT(Event Horizon Telescope)는 은하 중심의 초대질량 블랙홀을 관찰하는 것이 주요 목표인 프로그램입니다.)에 대한 중요한 기여입니다.

이 이미지는 EHT에 대한 ALMA 및 APEX의 중요한 기여를 보여줍니다. 왼쪽 이미지는 Event Horizon Telescope(ALMA 및 APEX 포함)의 전체 배열을 사용하여 재구성한 블랙홀 이미지를 보여줍니다. 오른쪽에는 ALMA가 없는 이미지와 APEX 데이터가 재구성되어 있습니다. 두 이미지의 차이는 관찰에서 ALNA와 APEX가 수행한 중요한 역할을 명확하게 보여줍니다.

이 예술가의 인상은 사건의 지평선이 중력에 따라 휘어지고 빛이 갇히면서 사건의 지평선 망원경이 그림자를 포착할 수 있는 블랙홀 근처의 광자의 경로를 묘사합니다.

블랙홀 강착 과정을 시뮬레이션한 이미지. 이미지 중앙의 지평선에는 그림자를 중심으로 회전하는 강착원반이 보입니다.

메시에 87(M87)은 지구에서 약 5,500만 광년 떨어져 있으며 처녀자리에 위치한 거대한 타원 은하입니다. 1781년 샤를 메시에(Charles Messier)가 발견했지만 20세기가 되어서야 은하로 확인되었습니다. 질량은 우리 은하의 2배, 별의 수는 10배로 우주에서 가장 큰 은하 중 하나입니다. 원래 크기 외에도 M87에는 몇 가지 매우 독특한 기능이 있습니다. 예를 들어, 그것은 비정상적으로 많은 수의 구상 성단을 포함하고 있습니다. 우리 은하계에는 200개 미만의 구상 성단이 포함되어 있는 반면, M87은 약 12,000개를 가지고 있으며 일부 과학자들은 이 성단이 더 작은 "이웃"으로부터 수집한 것으로 믿고 있습니다.

다른 큰 은하와 마찬가지로 M87도 중심에 초대질량 블랙홀을 가지고 있습니다. 은하 중심에 있는 블랙홀의 질량은 은하 전체의 질량과 관련되어 있으므로 M87 블랙홀이 알려진 가장 거대한 블랙홀 중 하나라는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 블랙홀은 또한 은하의 가장 에너지 넘치는 특징 중 하나, 즉 거의 빛의 속도로 방출되는 상대론적 물질 제트를 설명할 수 있습니다.

블랙홀은 이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope)으로 관찰되는 패러다임을 바꾸는 물체입니다. EHT(사건 지평선 망원경)은 두 가지 이유로 이 물체를 관찰 대상으로 선택했습니다. 하나는 더 무거운 블랙홀은 직경도 더 크기 때문에 M87 중심의 블랙홀은 비정상적으로 큰 목표를 나타낸다는 것입니다. 즉, 근처의 작은 블랙홀보다 이미지를 생성하기가 더 쉽다는 의미입니다. 그러나 또 다른 이유는 M87이 우리 행성에서 볼 때 천구의 적도에 상당히 가깝게 나타나 북반구와 남반구의 대부분에서 볼 수 있어 EHT 망원경의 수가 크게 증가하여 최종 품질이 향상된다는 것입니다. 이미지.

이 이미지는 확장 프로그램인 Cosmic Gems(우주 보석) 프로그램(교육 및 대중 홍보를 위해 시각적으로 매력적인 물체를 촬영하기 위해 ESO 망원경을 사용)의 일환으로 ESO의 초대형 망원경에서 FORS2가 촬영한 것입니다. 이 프로젝트는 밤하늘에서 가장 눈에 띄는 물체의 이미지를 포착하기 위해 과학적 관측으로는 사용할 수 없는 망원경 시간을 사용했습니다. 수집된 데이터가 향후 과학 연구에 유용할 경우 관측 내용은 보존되어 ESO 과학 아카이브를 통해 천문학자들에게 제공됩니다.

이 작가의 인상은 거대한 타원은하 M87의 중심에 있는 블랙홀을 묘사하고 있습니다. 이 블랙홀은 이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope)의 패러다임 전환 관측 대상으로 선정되었습니다. 이미지는 블랙홀을 둘러싸고 있는 과열된 물질과 M87 블랙홀에서 방출되는 상대론적 제트를 보여줍니다.

이 이미지는 강착원반으로 둘러싸인 빠르게 회전하는 초대질량 블랙홀을 묘사합니다. 회전하는 물질로 이루어진 이 얇은 원반은 블랙홀의 조수력에 의해 찢겨진 태양과 같은 별들의 잔해로 구성되어 있습니다. 블랙홀에 표시가 되어 있어 이 매혹적인 물체의 해부학적 구조가 드러납니다.

블랙홀의 첫 번째 이미지를 예측하기 위해 Jordy Davelaar와 그의 동료들은 이러한 매혹적인 물체 중 하나에 대한 가상 현실 시뮬레이션을 구축했습니다. 그들의 시뮬레이션은 발광 물질로 둘러싸인 블랙홀을 보여주었습니다.

이 발광 물질은 소용돌이 모양으로 블랙홀 속으로 사라지며, 때로는 극한 상황에서 빛나는 플라즈마로 변하기도 합니다. 방출된 빛은 블랙홀의 강력한 중력에 의해 편향되고 변형됩니다.

사건 지평선 망원경(EHT)은 블랙홀의 이미지를 포착하기 위해 국제 협력을 통해 제작된 지상 전파 망원경 8개로 구성된 행성 규모 배열입니다. 전 세계적으로 공동 기자회견에서 EHT 연구원들은 메시에 87의 중심에 초거대 블랙홀과 그 그림자가 존재한다는 직접적인 시각적 증거를 처음으로 공개하면서 성공했다고 밝혔습니다.

여기서 보이는 블랙홀의 그림자는 빛이 빠져나올 수 없는 완전히 어두운 물체인 블랙홀 자체에 가장 가까운 이미지입니다. EHT의 이름이 된 사건의 지평선인 블랙홀의 경계는 그것이 드리우는 그림자보다 2.5배 작으며 직경은 400억 킬로미터에 조금 못 미친다. 거대하게 들리겠지만, 이 고리의 직경은 40 마이크로아크초에 불과합니다. 이는 달 표면에 있는 신용카드 길이를 측정하는 것과 맞먹습니다.

EHT를 구성하는 망원경은 물리적으로 연결되어 있지는 않지만 원자시계(수소메이저)를 이용해 동시에 데이터를 기록할 수 있다. 관측 내용은 2017년 글로벌 캠페인 기간 동안 1.3mm 파장에서 수집되었습니다. EHT의 각 망원경은 고성능 헬륨 하드 드라이브에 저장된 하루에 약 350테라바이트에 달하는 엄청난 양의 데이터를 생성합니다. 데이터는 Max Planck Institute for Radio Astronomy와 MIT의 Haystack Observatory가 공동으로 사용하는 상관기(correlator)라고 불리는 고도로 전문화된 슈퍼컴퓨터에 입력되었습니다. 그런 다음 공동으로 개발한 새로운 계산 도구를 사용하여 이 정보를 이미지로 힘들게 변환했습니다.

이 작가의 인상은 블랙홀을 둘러싼 환경을 묘사하고 있으며 과열 플라즈마와 상대론적 제트로 구성된 강착 원반도 보여줍니다.

이미지 저작권: ESO/S.Brunier

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