국제 협력을 통해 조성 된 8 개의 지상 기반 전파 망원경으로 구성된 이벤트 호라이즌 망원경은 은하 M87의 중심과 그림자에있는 초 거대 블랙홀의 이미지를 포착했습니다.
(이미지 : © EHT Collaboration)
블랙홀이 마침내 그림자 밖으로 드래그되었습니다.
인류는 처음으로이 무시 무시한 우주 짐승 중 하나를 촬영하여 오랫동안 우리 시대를 넘어온 이국적인 우주 세계에 빛을 비췄습니다.
하버드 대학교와 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 Sheperd Doeleman은 "우리는 우리가 볼 수없는 것이라고 생각했다"고 말했다.
Doeleman은 EHT (Event Horizon Telescope) 프로젝트를 감독하여 서사시 이미지를 포착했습니다. 전 세계 언론 행사에서 발표 된이 네 장의 사진과 일련의 출판 된 논문은 타원형 은하 M87의 심장부에 숨어있는 괴물 블랙홀의 윤곽을 설명합니다.
이미지는 그 자체로 충분히 마음이 부풀어 오른다. 그러나 새로운 결과가 나올 가능성이 더 크다고 연구원들은 말했다.
하버드 (Harvard) 물리학과 과학사 피터 갈 리슨 (Peter Galison) 교수는 지난달 텍사스 오스틴에서 열린 남서부 (SXSW) 페스티벌에서 열린 EHT 강연에서“탐색 할 새로운 분야가있다”고 말했다. "그리고 그것은 궁극적으로 이것에 대해 매우 흥미로운 것입니다."
하버드의 학제 간 블랙홀 이니셔티브 (BHI)를 공동 창립 한 Galison은 이미지의 잠재적 영향을 1600 년대 영국 과학자 Robert Hooke의 그림과 비교했습니다. 이 삽화는 사람들에게 현미경을 통해 곤충과 식물이 어떻게 보이는지 보여줍니다.
갤 리슨은 훅의 작품에 대해 "세계를 열었다"고 말했다.
지구 크기의 망원경
EHT는 약 20 년 동안 연구에 참여한 200 명 이상의 과학자들로 구성된 컨소시엄입니다. 진정으로 국제적인 노력입니다. 수년에 걸친 자금 지원은 미국 국립 과학 재단 (National Science Foundation)과 전세계 여러 국가의 많은 조직에서 이루어졌습니다.
이 프로젝트는 블랙홀의 유명한 복귀 지점에서 그 이름을 얻었습니다. 그 경계를 넘어서도 빛조차도 물체의 중력 클러치를 벗어날 수 없습니다.
하버드 천문학 부의장 인 아비 로브 (Avi Loeb) 창립 디렉터는 "이벤트 지평은 궁극적 인 감옥의 벽"이라고 Space.com에 말했다. (Loeb는 EHT 팀의 일원이 아닙니다.) "당신이 들어간 후에는 결코 벗어날 수 없습니다."
따라서 자신이 직접 들어 가지 않는 한 블랙홀 내부를 촬영하는 것은 불가능합니다. (물론 당신과 당신의 사진은 외부 세계로 돌아갈 수 없었습니다.)
따라서 EHT는 이벤트 수평선을 이미지화하여 블랙홀의 어두운 실루엣을 매핑합니다. (검은 구멍 주위와 소용돌이에 빠르게 움직이는 가스 디스크는 많은 양의 방사선을 방출하므로 실루엣이 두드러집니다.)
애리조나 대학의 천문학 부교수 인 Dan Marrone은 "우리는 광자의 손실을 찾고있다"고 Space.com에 말했다.
이 프로젝트는 두 개의 블랙홀, 즉 지구의 태양 질량의 약 65 억 배에 달하는 M87 베헤모스와 궁수 자리 A *로 알려진 우리 은하의 중심 블랙홀을 면밀히 조사하고 있습니다. 후자의 목적은 여전히 초 거대 블랙홀이지만, 겨우 460 만 개의 태양 질량을 포함하는 M87의 야수와 비교할 때 런트입니다.
이 두 물체는 지구와의 거리가 멀기 때문에 어려운 목표입니다. 궁수 자리 A *는 우리로부터 약 26,000 광년 떨어져 있으며, M87의 블랙홀은 53.5 백만 광년 떨어져 있습니다.
Doeleman은 궁수 자리 A *의 이벤트 지평은 너무 작아서 달에 오렌지색을 보거나 로스 앤젤레스에서 신문을 읽을 수있는 것과 같습니다. 지난 달 SXSW 이벤트.
지구상에서 단 하나의 망원경도 관측 할 수 없으므로 Doeleman과 나머지 EHT 팀은 창의력을 발휘해야했습니다. 연구자들은 애리조나, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 및 전세계의 다른 곳에서 전파 망원경을 연결하여 지구 크기의 가상 악기를 형성했습니다.
너무 많은 데이터
EHT 팀은이 현미경을 사용하여 2017 년 4 월에 한 번, 그리고 다음 해에 한 번 2 주일 동안 두 번의 대규모 블랙홀을 연구했습니다. 새로운 이미지는 첫 번째 관찰 실행에서 나옵니다.
프로젝트의 첫 결과가 나오기까지 2 년이 걸리는 데는 충분한 이유가 있습니다. 우선, 매일 밤 관찰하면 약 1 페타 바이트의 데이터가 생성되어 팀이 정보를 장소에서 이전 방식으로 옮기도록해야합니다.
애리조나 대학의 천문학 교수 인 EHT 프로젝트 과학자 Dimitrios Psaltis는 SXSW 행사에서“인터넷을 통해이 데이터를 전송할 수있는 방법은 없다”고 말했다. "우리가 실제로하는 일은 하드 드라이브를 가져 와서 FedEx로 옮기는 것입니다.이 케이블은 여러분이 찾을 수있는 케이블보다 훨씬 빠릅니다."
이것은 물론 분석을 늦추고 복잡하게 만듭니다. 예를 들어, 남극 근처의 EHT 범위의 데이터는 비행기가 출입하기에 충분히 따뜻할 때까지 2017 년 12 월까지 남극 대륙에서 내릴 수 없었습니다.
그는 데이터를 상관시키고 보정하는 것도 까다 로웠다고 덧붙였다. 그리고 팀은 발견의 중대한 특성을 고려할 때이 작업에 많은주의를 기울였습니다.
Doeleman은 SXSW 이벤트에서 "블랙홀 이미징에 대한 큰 주장을한다면 큰 증거와 매우 강력한 증거가 필요하다"고 말했다. 모든 결과).
"그리고 우리 프로젝트에서 우리는 종종 [Albert] Einstein, [Arthur] Eddington [및 Karl] Schwarzschild와 같은 사람들이 우리의 어깨 너머로보고 있다고 생각합니다."라고 그는 블랙홀에 대한 우리의 이해를 개척하는 물리학 자들을 언급했습니다. "그리고 당신이 실제로 작업을 점검하는 등기구가있을 때, 당신은 정말로 그것을 원합니다."
그것이 의미하는 바
Psaltis는 EHT 프로젝트는 두 가지 주요 목표를 가지고 있다고 말했다. 처음으로 사건 지평을 이미지화하고 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 수정이 필요한지 여부를 결정하는 데 도움이된다.
아인슈타인이 등장하기 전에 중력은 일반적으로 멀리있는 신비한 힘으로 여겨졌습니다. 그러나 일반 상대성 이론은 우주 시간의 뒤틀림으로 묘사합니다. 행성, 별, 검은 구멍과 같은 거대한 물체는 트램폴린에 놓으면 볼링 공처럼 시공간에서 일종의 처짐을 만듭니다. 근처의 물체가이 곡선을 따라 중앙 질량을 향해 퍼집니다.
일반 상대성 이론은 과학자들이 제기 한 모든 테스트를 통과 한 이래 도입 된 이후 세기 동안 엄청나게 잘 유지되어 왔습니다. 그러나 EHT의 관찰은 예측이 현실과 일치하지 않는 극단적 인 영역에서 또 다른 시도를 제공합니다. Psaltis는 천문학 자들이 일반적인 상대성 이론을 사용하여 사건 지평의 예상 크기와 형태를 계산할 수 있기 때문이라고 설명했다.
Psaltis는 관찰 된 실루엣이 이론에 근거한 시뮬레이션과 일치하면 "아인슈타인이 100 % 옳았다"고 말했다. "응답이 '아니오'인 경우 실험과 함께 작동하도록 그의 이론을 조정해야합니다. 이것이 과학이 진행되는 방식입니다."
팀원들은 EHT의 M87 관측치가 일반적인 상대성 이론과 일치한다는 점을 지적했다. 즉, 사건의 지평선은 거의 원형이며 그 거대한 덩어리의 블랙홀에 대한 "올바른"크기입니다.
워털루 대학교 (University of Waterloo)의 에이버리 브로 더릭 (Avery Broderick)과 캐나다의 경계 물리 이론 연구소 (The Perimeter Institute of Theorytical Physics Institute of Canada)는 오늘의 기자 회견에서 "저는 우리의 예측과 매우 일치한다는 사실에 약간 기뻐했습니다."라고 말했습니다. .
물론 그러한 기초 구조는 과학적 과정에 매우 중요합니다. 실제로 로브는 이론과 시뮬레이션에 더 나은 정보를 제공하는 것이 EHT의 가장 큰 공헌 중 하나 일 것이라고 말했다.
"물리를하는 것은 자연과의 대화"라고 그는 말했다. "우리는 아이디어를 실험과 비교하여 테스트합니다. 실험 데이터는 매우 중요합니다."
새로운 결과는 또한 과학자들이 블랙홀을 더 잘 다루는 데 도움이 될 것이라고 그는 말했다. 예를 들어, EHT 이미지는 가스가 블랙홀의 턱으로 어떻게 나선형으로 내려가는 지에 대해 상당한 빛을 비출 것입니다. 로브는 강력한 복사 제트를 생성 할 수있는이 과정을 잘 이해하지 못한다고 말했다.
또한 NASA의 블랙홀 연구의 수석 연구원 인 캘리포니아 공과 대학의 피오나 해리슨 (Fiona Harrison)은 블랙홀의 회전 여부를 이벤트 수평선의 형태로 밝혀 낼 수 있다고 밝혔다. 핵 분광 망원경 배열 (NuSTAR) 미션.
EHT 팀의 일원이 아닌 해리슨은 "우리는 블랙홀 스핀을 간접적으로 추론했다"고 말했다. 그녀는 EHT 이미지가 "매우 흥미로운 직접 테스트"를 제공한다고 덧붙였다.
EHT의 데이터에 따르면 M87 블랙홀이 시계 방향으로 회전하고 있다고 팀원들은 오늘 밝혔다.
이 프로젝트는 또한 블랙홀 주위에 물질이 어떻게 분포되어 있는지 보여 주어야하며, EHT 관측은 결국 천문학 자들에게 초 거대 블랙홀이 어떻게 오랜 시간 동안 숙주 은하의 진화를 형성하는지에 대해 많은 것을 가르쳐 줄 수 있다고 Harrison은 말했다.
EHT의 결과는 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO) : 태양보다 수십 배 더 큰 블랙홀과 관련된 합병에 의해 생성 된 시공간 잔물결을 감지했습니다.
브로 더릭은 "현재 수십억 개에 달하는 질량에도 불구하고 알려진 블랙홀은 모두 단일 설명과 일치한다"고 말했다. "크고 작은 블랙홀은 중요한 방식으로 유사합니다. 우리가 배우는 것은 반드시 다른 유형에 적용됩니다."
그리고 궁수 자리 A *에 대해 궁금한 점이 있다면 EHT 팀은 곧 엄청난 양의 블랙홀 이미지를 얻을 수 있기를 희망한다고 Doeleman은 오늘 말했다. 연구원들은 M87을 먼저 살펴 보았으며, 궁수 자리 A *보다 짧은 시간에 비해 변동이 적기 때문에 해결하기가 약간 더 쉽다고 그는 설명했다.
새로운 관점?
그런 다음 새로 출시 된 이미지에 대해 더 큰 호소력이 있습니다.이 이미지는 천체 물리학자가 아닌 사람들에게 어떻게 말하는가입니다.
EHT 팀원과 외부 과학자들은이 분야의 기여가 상당 할 수 있다고 말했다. Marrone은 1968 년 12 월 Apollo 8 우주 비행사 Bill Anders가 촬영 한 유명한 "Earthrise"사진을 인용하면서 사진이 우리 자신과 우주에서의 자신의 위치에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있다고 말합니다. 그것은 무한한 어둠의 바다에서 외로운 삶의 전초 기지로, 환경 운동을 박차를 가하는 것으로 널리 알려져 있습니다.
해리슨은“실제 블랙홀이나 실루엣을 보는 것은 공상 과학의 일부”라고 말했다. 우리는 프로젝트의 처음 몇 장의 사진 만 보았습니다. "그들은 더 나아질 것입니다."
- 이벤트 호라이즌 망원경으로 천문학 자들이 블랙홀에 처음으로 피어링
- 이 거대한 블랙홀은 빛의 절반 속도로 회전합니다!
- 배플 링 천문학 미스터리
외계 생명체를 찾는 것에 관한 Mike Wall의 저서 "저 밖에"(Grand Central Publishing, 2018; 칼 테이트), 지금 나왔습니다. 트위터에 그를 따라 michael. 트위터에 우리를 따르라 @Spacedotcom 또는 페이스 북.
