블랙홀 M87은 거의 빛의 속도로 제트기를 발사합니다.

은하수 Messier 87(M87)은 지구에서 처녀자리 방향으로 55만 광년 떨어져 있습니다. 이것은 12개의 구상 성단을 가진 거대한 은하이며, 우리은하의 200개의 구상 성단은 그에 비해 작아 보입니다. M87의 중심에는 6,5억 태양질량의 블랙홀이 있다. 이것은 국제 연구 협력 이벤트 호라이즌 망원경에 의해 2019년에 생성된 이미지가 존재하는 최초의 블랙홀입니다.

이 M87 블랙홀은 빛의 속도에 가까운 속도로 플라즈마 제트를 뿜어냅니다. 상대론적 제트기 6천 광년의 길이. 이 제트에 동력을 공급하는 데 필요한 엄청난 에너지는 아마도 블랙홀의 중력에서 비롯된 것 같습니다. 그러나 그러한 제트가 어떻게 발생하고 먼 거리에서 안정성을 보장하는 것은 아직 완전히 명확하지 않습니다.

M87은 물질을 끌어당겨 블랙홀에 흡수될 때까지 수축 궤도로 디스크에서 회전합니다. 제트기는 M87을 둘러싸고 있는 강착 원반의 중심에서 발사되며 괴테 대학의 이론 물리학자들은 유럽, 미국, 중국의 과학자들과 함께 이 지역을 매우 자세하게 모델링했습니다. 그들은 시뮬레이션을 위해 엄청난 양의 CPU 시간을 사용하는 슈퍼컴퓨터에서 가장 복잡한 D 시뮬레이션을 사용했으며 Albert Einstein의 일반 상대성 이론, James Maxwell의 전자기 방정식 및 Leonard Euler의 유체 역학 방정식의 방정식을 동시에 해결해야 했습니다. . 그 결과 온도, 물질 밀도 및 자기장에 대해 계산된 값이 천문학적 관찰에서 추론된 것과 놀라울 정도로 잘 일치하는 모델이 나왔습니다.

이를 기반으로 과학자들은 제트기의 가장 안쪽 영역의 뒤틀린 시공간에서 광자의 복잡한 움직임을 추적하고 이를 전파 이미지로 전환할 수 있었습니다. 그런 다음 그들은 이 컴퓨터 시뮬레이션 이미지를 지난 년 동안 수많은 전파 망원경과 위성에서 관측한 것과 비교할 수 있었습니다.

이 연구의 주 저자인 Dr. Alejandro Cruz-Osorio는 "M87의 전자기 방출 및 제트 형태에 대한 우리의 이론적 모델은 전파, 광학 및 적외선 스펙트럼의 관측과 놀라울 정도로 잘 일치합니다. M87 초거대질량 블랙홀은 빠르게 회전하고 있을 가능성이 있으며 플라즈마는 제트에서 강하게 자화되어 입자를 수천 광년 규모로 가속합니다.”

프랑크푸르트 괴테대학교 이론물리학연구소의 루치아노 레졸라 교수는 “계산된 이미지가 천문학적 관찰에 매우 가깝다는 사실은 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 존재에 대한 가장 정확하고 자연스러운 설명이라는 또 다른 중요한 확인이다. 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀. 아직 다른 설명의 여지가 있지만, 우리 연구의 결과로 이 '방'이 훨씬 작아졌습니다."

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