이미지 크레디트 : ESO
천문학 자 팀은 우리의 은하수 중심에 숨어있는 초 거대 블랙홀로 가까운 별을 발견했습니다. 가장 근접한 접근 방식에서 별은 블랙홀에서 태양과 명왕성 사이의 거리의 3 배인 17 시간 거리에있었습니다. 이 지역의 이미지는 유럽 남부 관측소의 Paranal Observatory에서 적응 형 광학 시스템을 사용하여 10 년 동안 수집되었습니다.
Max-Planck Institute of Extraterrestrial Physics (MPE)의 연구원들이 이끄는 국제 천문학 자 팀 [2]은 은하계 중심에서 초 거대 블랙홀을 공전하는 다른 별을 직접 관찰했다.
ESO Paranal Observatory에서 8.2m VLT YEPUN 망원경의 Adaptive Optics (AO) NAOS-CONICA (NACO) 기기를 통해 얻은 일련의 고유 한 이미지가 10 년의 고난도의 측정에 선정되었습니다. 올해 초 스타는 5000km / sec 이상으로 여행하면서 태양과 행성 명왕성 사이의 거리의 3 배에 불과한 17 시간 내 중앙 블랙홀에 접근 한 것으로 밝혀졌습니다.
은하수 중심 근처의 별 속도와이 지역의 다양한 X- 선 방출에 대한 이전의 측정은 가정 은하에 중앙 블랙홀이 존재하고 암묵적으로 암흑 질량이 존재한다는 가장 강력한 증거를 제공했습니다. 다른 은하의 많은 핵에서 보이는 농도는 아마도 초대형 블랙홀 일 것입니다. 그러나 아직 몇 가지 대체 구성을 제외 할 수는 없습니다.
본 연구팀은 2002 년 10 월 17 일 연구 저널 Nature에 게재 된 획기적인 논문에서“S2”로 지정된 별 궤도의 3 분의 2를 추적 할 수있는 고해상도 이미지를 포함한 흥미로운 결과를보고합니다. 그것은 현재 은하수의 중심에있는 소형 라디오 소스와 거대한 블랙홀 후보“SgrA *”(“Sagittarius A”)에 가장 가까운 관측 가능한 별입니다. 궤도 기간은 15 년 이상입니다.
새로운 측정은 중부 암흑 덩어리가 특이한 별이나 원소 입자로 이루어져 있다는 확신을 배제하고 우리가 사는 은하 중심에 초 거대 블랙홀이 있는지 의심하지 않습니다.
퀘이사와 블랙홀
천체 물리학 자들은 1963 년 퀘이사 (준 별 무선 원)가 발견 된 이래로 우주에서 가장 빛나는 물체의 에너지 생산에 대한 설명을 찾아왔다. 퀘이사는 은하의 중심에 위치하며,이 물체에서 방출되는 거대한 에너지는 물질이 구멍으로 영원히 사라지기 전에 강한 방사선을 통해 중력 에너지를 방출하는 초 질량 블랙홀로 떨어지는 물질 때문이라고 생각됩니다 (물리적 용어로 : "이벤트 지평을 초월합니다"[4]).
퀘이사와 다른 활동 은하의 엄청난 에너지 생산을 설명하기 위해, 태양의 질량이 백만에서 수십억 배에 이르는 블랙홀의 존재를 추측해야한다. 지난 몇 년 동안 중앙 지역의 암흑 물질 농도 탐지를 포함하여 퀘이사 및 기타 은하에 대한 위의 "정확한 블랙홀"모델을 지원하는 많은 증거가 축적되었습니다.
그러나 명백한 증거는 중앙 질량 농도의 다른 모든 비 블랙홀 구성을 배제해야합니다. 이를 위해서는 중력장의 형태를 중심 물체에 매우 가까운 위치에서 결정해야합니다. 현재 사용 가능한 망원경의 기술적 한계로 인해 원거리 퀘이사에서는 불가능합니다.
은하수의 중심
우리 은하의 중심은 남쪽 별자리 궁수 자리 (궁수)에 위치하고 있으며 26,000 광년 떨어져 있습니다 [5]. 고해상도 이미지에서는 1 년 광역의 중앙에서 수천 개의 개별 별을 식별 할 수 있습니다 (이는 태양계에 가장 가까운 별인“Proxima Centauri”까지의 거리의 약 1/4에 해당). .
중력장을 조사하기 위해이 별들의 움직임을 사용하여, ESO La Silla Observatory (칠레)에서 3.5m 신기술 망원경 (NTT)으로 관측 한 후 미국 하와이 하와이의 10m tele 망원경에서 관측 지난 10 년 동안 태양보다 약 3 백만 배의 질량이 소형 라디오 및 X- 선 소스 SgrA * ( "Sagittarius A")의 반경 10 광일 반경 내에 집중되어 있음을 보여주었습니다. 스타 클러스터
이것은 SgrA *가 추정 블랙홀의 가장 가능성이 높으며, 동시에 은하 센터가 그러한 초대형 블랙홀의 존재에 대한 최고의 증거가되었음을 의미합니다. 그러나 이러한 초기 조사에서는 블랙홀 이외의 다른 여러 구성을 배제 할 수 없었습니다.
Max-Planck 외계 물리 연구소의 책임자 인 Reinhard Genzel은 다음과 같이 설명합니다.“그러면 블랙홀 이외의 구성이 가능한지 문제를 해결하기 위해 더 선명한 이미지가 필요했고 ESO VLT 망원경을 사용했습니다. MPE), 뮌헨 (독일) 근처의 Garching 지역 및 현재 팀원. “우리 연구소 인 Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA : 독일 하이델베르크), ESO와 Paris-Meudon 및 Grenoble Observatories (프랑스) 사이의 긴밀한 협력으로 구축 된 새로운 NAOS-CONICA (NACO) 기기는 이 결정적인 진전을 이루기 위해 필요한 것”이라고 말했습니다.
은하수 센터의 NACO 관찰
새로운 NACO 기기 [3]는 2001 년 말 VLT 8.2m YEPUN 망원경에 설치되었습니다. 초기 테스트 동안 이미 많은 인상적인 이미지를 만들어 냈으며 그 중 일부는 초기 ESO 보도 자료의 주제였습니다 [6].
쾰른 대학교의 Andreas Eckart는“NACO에서 올해 처음 관측 한 결과 우리 은하 센터의 가장 선명하고 '가장 깊은'이미지를 통해 그 지역의 많은 별을 매우 자세하게 보여주었습니다. MPE의 Rainer Sch? del, Thomas Ott 및 Reinhard Genzel이 이끄는 국제 팀의 또 다른 멤버. "그러나 우리는 여전히 그 데이터의 놀라운 결과에 압도당했습니다!"
적외선 이미지와 고해상도 라디오 데이터를 결합한이 팀은 10 년 동안 컴팩트 라디오 소스 SgrA *와 관련하여 중앙 지역에서 약 천 개의 별의 정확한 위치를 확인할 수있었습니다. PR 사진 참조 23c / 02.
“2002 년 5 월 분석에 최신 NACO 데이터를 포함 시키면 눈을 믿을 수 없었습니다. 현재 SgrA *에 가장 가까운 스타 S2는 라디오 소스 근처에서 빠른 스윙을 수행했습니다. 우리는 갑자기 우리가 실제로 중앙 블랙홀 주위의 궤도에서 별의 움직임을 목격하고 있다는 것을 깨달았고, 그 신비한 물체에 엄청나게 가까이 갔다”고 말했다. 그는 현재 박사 학위 논문에 대한 MPE 팀에서 일하고있는 매우 행복한 토마스 오트 (Thomas Ott)는 말한다. .
중앙 블랙홀 주변의 궤도에서
이와 같은 이벤트는 기록 된 적이 없습니다. 이 고유 한 데이터는 S2가 SgrA *를 사용하여 타원형 궤도를 따라 움직인다는 것을 명확하게 보여줍니다. 즉, 지구와 같이 태양이 궤도를 선회하는 것처럼 S2 궤도 SgrA *가 cf. PR Photo 23c / 02의 오른쪽 패널.
뛰어난 데이터는 궤도 매개 변수 (모양, 크기 등)를 정확하게 결정할 수있게합니다. S2는 2002 년 봄에 SgrA *와 가장 가까운 거리에 도달 한 것으로 나타 났는데,이 시점에서 라디오 소스에서 단지 17 광시 거리 (5) 또는 Sun-Pluto 거리의 3 배에 불과했습니다. 그런 다음 태양 주위의 궤도에서 5000km / s 이상, 또는 지구 속도의 거의 200 배에 달하는 속도로 움직이고있었습니다. 궤도 기간은 15.2 년입니다. 궤도는 다소 길다 – 편심은 0.87이다 – S2가 가장 먼 궤도 지점에서 중심 질량으로부터 약 10 광일 떨어져 있음을 나타낸다 [7].
“우리는 SgrA *가 실제로 우리가 알고 있던 중앙 암흑의 위치라는 것을 확실하게 증명할 수 있습니다. 더 중요한 것은, 우리의 새로운 데이터는 수백만 개의 태양 질량이 포함 된 부피의 수천 배로 "줄어든 것"이라고 MPE의 박사 과정 학생이자 최종 논문의 저자 인 Rainer Sch? del은 말합니다.
실제로 모형 계산에 따르면 은하수 중심에있는 블랙홀 질량의 최적 추정치는 2.6? 태양 질량의 0.2 백만 배
다른 가능성은 없습니다
Nature 기사에 제시된 상세한 분석에 따르면, 중성자 별, 초소형 블랙홀 또는 저 질량 별의 초소형 클러스터, 심지어 추정 중성미자 공과 같은 다른 이전의 가능한 구성은 이제 확실하게 배제 할 수 있습니다.
블랙홀이 아닌 유일하게 실행 가능한 유일한 구성은 블랙홀과 매우 유사한 보손 (boson)이라는 무거운 원소 입자의 가상의 별입니다. 라인 하르트 겐젤은“그러나, 그러한 보손 스타가 원칙적으로 가능하더라도 어쨌든 초 거대 블랙홀로 급속히 붕괴 될 것이기 때문에 우리는이 사건을 거의 해결했다고 생각한다”고 말했다.
다음 관측
“대부분의 천체 물리학 자들은 새로운 데이터가 은하수 중심에 초 거대 블랙홀이 존재한다는 강력한 증거를 제공한다는 것을 인정할 것입니다. 이것은 다른 많은 은하의 중심에서 검출 된 엄청난 양의 암흑 질량에 대한 초 거대 블랙홀 해석을 더욱 가능하게한다”고 ESO의 VLT 프로그램 과학자 인 Alvio Renzini는 말합니다.
그래서 무엇을해야합니까? 다음으로 큰 퀘스트는이 초 거대 블랙홀이 언제 어떻게 만들어 졌는지, 그리고 거의 모든 거대한 은하가 왜 하나를 포함하고 있는지를 이해하는 것입니다. 중심 블랙홀의 형성과 그들의 은하 자체의 형성은 점점 더 하나의 문제이고 동일한 것으로 보인다. 실제로 VLT가 향후 몇 년 동안 해결해야 할 가장 큰 과제 중 하나입니다.
또한 VLTI (VLT Interferometer) 및 LBT (Large Binocular Telescope)에서 기기로 간섭계 관측을하면이 흥미로운 연구 분야에서 또 다른 큰 도약을 가져올 것이라는 데에는 의심의 여지가 없습니다.
Andreas Eckart는 낙관적입니다. "아마도 향후 몇 년간 X 선 및 무선 관측을 통해 사건 지평의 존재를 직접 입증하는 것이 가능할 것입니다."
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
