작년에 천문학 자들은 멀리 떨어져있는 은하에서 정지하는 블랙홀을 발견했다. 이제 연구자들은 블랙홀로 떨어지는 직전에 발생한 폭발로 인해 며칠 동안 관찰 된 독특한 X 선 신호를 확인했습니다.
준 주기적 진동 (quasi-periodic oscillation) 또는 QPO라고하는이 신호는 종종 우주에서 가장 작은 물체 (흰색 왜성 별, 중성자 별, 블랙홀)를 둘러싸고있는 가속 디스크의 특징입니다. QPO는 많은 스텔라-매스 블랙홀에서 발견되었으며, 태양의 100에서 100,000 배 사이의 미들급 질량을 가질 수있는 블랙홀 몇 개에 대한 증거가 있습니다.
새로운 발견이있을 때까지, QPO는 수백만의 태양 덩어리를 포함하고 은하 중심에 위치한 하나의 초 거대 블랙홀 주변에서만 발견되었습니다. 그 목표는 Seyfert 형 은하 REJ 1034 + 396이며, 5 억 5 천 5 백만 광년의 거리에서 상대적으로 가깝습니다.
“이 발견은 수십억 광년 떨어진 블랙홀의 가장 안쪽 가장자리까지 우리의 범위를 넓 힙니다. 정말 놀랍습니다. 이를 통해 우리는 우주가 오늘날과 매우 다른 시대에 블랙홀의 본질을 탐구하고 아인슈타인의 상대성을 테스트 할 수있는 기회를 얻게되었습니다.”앤아버 (An Arbor)에있는 미시간 대학교 (University of Michigan)의 아인슈타인 박사후 연구원 Reis는 오늘 사이언스 익스프레스 (Science Express)에 발표 된 논문에서 발견 된 궤도 Suzaku 및 XMM-Newton X-ray 망원경의 데이터를 사용하여 QPO 신호를 발견 한 팀을 이끌었습니다.
NASA의 Swift 위성에 의해 2011 년 3 월 28 일, 별자리 Draco의 천체 좌표에 이어 Swift J1644 + 57으로 알려진 X-ray 소스가 발견되었습니다. 원래 감마선 버스트라고하는보다 일반적인 유형의 폭발로 가정되었지만 점진적인 페이드 아웃은 이전에는 없었던 것과 일치하지 않았습니다. 천문학 자들은 머지 않아 먼 은하의 휴면 블랙홀이 깨져 지나가는 별을 움켜 쥐면서 굉장히 놀라운 사건의 여파라는 생각에 수렴했다. 은하계는 너무 멀어서이 사건의 빛은 지구에 도달하기 전에 39 억 년을 여행해야했다.
비디오 정보 : 2011 년 3 월 28 일, NASA의 스위프트는 별을 삼키는 블랙홀로 인한 강한 엑스레이 플레어를 감지했습니다. 여기 예시 된 한 모델에서, 편심 궤도의 태양 같은 별이 은하의 중심 블랙홀에 너무 가깝습니다. 별 질량의 약 절반이 블랙홀 주위에 어 크리에이션 디스크를 공급하여 지구를 향해 방사선을 비추는 입자 제트를 구동합니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 / 개념적 이미지 랩
블랙홀에 가장 가까운 지점에 도달하여 빠르게 찢겨지면서 별은 강렬한 조수를 경험했습니다. 가스 중 일부는 블랙홀쪽으로 떨어지고 그 주위에 디스크가 형성되었습니다. 이 디스크의 가장 안쪽 부분은 수백만도의 온도로 빠르게 가열되어 X- 레이를 방출하기에 충분히 뜨겁습니다. 동시에, 블랙홀 근처에 형성된 디스크에 수직으로 반대 방향으로 분사 된 제트는 여전히 완전히 이해되지 않은 공정을 통해 진행된다. 이 제트기는 블랙홀의 회전축을 따라 빛의 속도의 90 %보다 빠른 속도로 물질을 외부로 분사했습니다. 이 제트기 중 하나가 지구를 똑바로 가리키고있었습니다.
폭발 한 지 9 일 만에 Reis, Strohmayer와 동료들은 NASA가 참여한 일본 항공 우주 탐사 국이 운영하는 X 선 위성 인 Suzaku를 사용하여 Swift J1644 + 57을 관찰했습니다. 약 10 일 후, 유럽 우주국의 XMM-Newton 전망대를 사용하여 더 긴 모니터링 캠페인을 시작했습니다.
“제트기의 물질이 너무 빠르게 움직여서 우리의 가시선에 거의 기울어 졌기 때문에, 상대성 효과는 우리가 QPO를 포착 할 수있을 정도로 X-ray 신호를 증가 시켰습니다. NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 천체 물리학 자이자 공동 저자 인 Tod Strohmayer는 말했다.
가장 안쪽 디스크의 뜨거운 가스가 블랙홀을 향해 나선형으로 이동함에 따라 천문학 자들은 가장 안쪽의 안정적인 원형 궤도 (ISCO)라고하는 지점에 도달합니다. 블랙홀과 가스에 더 가까이 다가 오면 이벤트 지평선으로 빠르게 뛰어 들어 돌아옵니다. 내부 나선형 가스는 ISCO 주위에 쌓이는 경향이 있는데, ISCO는 엄청나게 가열되어 X- 선의 홍수를 방출합니다. 이러한 X- 선의 밝기는 QPO 신호를 생성하는 거의 일정한 간격으로 반복되는 패턴으로 다양합니다.
데이터에 따르면 Swift J1644 + 57의 QPO는 3.5 분마다 사이클링되어 블랙홀의 중심에서 220 ~ 580 만 마일 (4 ~ 930 만 km) 사이에 블랙홀의 속도에 따라 정확한 거리가 표시됩니다. 회전하고 있습니다. 이것을 원근법으로 표현하면 최대 거리는 태양의 직경의 약 6 배에 불과합니다. QPO 영역에서 이벤트 수평선까지의 거리도 회전 속도에 따라 달라 지지만 최대 속도 이론으로 블랙홀이 회전하는 경우 수평선은 ISCO 내부에 있습니다.
"QPO는 블랙홀의 가장자리에서 정보를 보내는데, 이로 인해 상대성 효과가 가장 극심한 곳"이라고 Reis는 말했다. "광범위한 거리에서 이러한 프로세스에 대한 통찰력을 얻는 능력은 정말 아름다운 결과이며 큰 가능성을 가지고 있습니다."
리드 이미지 캡션 :이 그림은 Swift J1644 + 57의 주요 기능을 강조하고 천문학자가 발견 한 내용을 요약합니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터
