천문학자들이 블랙홀이 회전하고 있다는 최초의 직접적인 증거를 발견해 아인슈타인의 상대성 이론이 다시 한번 확인됐습니다. 이 발견은 근처 은하 메시에 87(Messier 87) 중심에 있는 태양계 크기의 블랙홀에서 방출되는 강력한 에너지 제트를 연구하여 이루어졌습니다. M2019이라는 이름의 이 블랙홀은 현재까지 가장 많이 연구되었으며 최초로 발견되었습니다. 년에 직접 촬영한 사진입니다.
천체 물리학자들은 오랫동안 블랙홀이 회전한다고 예측해 왔지만 지금까지는 우주 괴물을 시각화하는 것이 복잡해 증거를 얻기가 어려웠습니다. 연구진은 27월 일 Nature 저널에 결과를 발표했습니다.
"이벤트 호라이즌 망원경을 사용하여 이 은하계의 블랙홀 영상을 성공적으로 촬영한 후(EHT), 이 블랙홀이 회전하는지 여부에 대한 질문은 과학자들에게 큰 문제가 되었습니다."라고 일본 국립 천문대 천문학자 하다 가즈히로가 성명에서 말했습니다. “이제 기대는 자신감으로 바뀌었습니다. 이 거대한 블랙홀은 실제로 회전하고 있습니다."
블랙홀은 중력이 너무 강해서 그 어떤 것도(빛조차도) 입에서 빠져나올 수 없습니다. 하지만 그렇다고 블랙홀이 보이지 않는다는 뜻은 아닙니다. 활성 블랙홀은 가스 구름과 별에서 찢어진 물질의 거대한 기둥인 강착 원반으로 둘러싸여 있기 때문입니다. 이 물질은 블랙홀의 입으로 나선형으로 들어갈 때 마찰로 인해 뜨거운 온도로 가열됩니다.
이 물질 중 일부가 분출되어 빛의 99,9/ 속도의 % 속도로 이동하는 두 개의 뜨거운 물질 제트를 형성합니다. 블랙홀 제트가 이를 수행하는 데 필요한 막대한 에너지를 어떻게 얻는지는 미스터리로 남아 있지만 물리학자들은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 사용하여 물질이 축을 중심으로 빠르게 회전하면 우주 괴물의 자기장에서 물질을 얻을 수 있다고 제안했습니다.
블랙홀은 갑자기 안쪽으로 붕괴되었을 때 더 빨리 회전하기 위해 팔을 뻗는 아이스 스케이터처럼 된 별로서 초기부터 회전의 일부를 얻었을 것입니다. 시간이 지남에 따라 이 회전은 블랙홀에 의해 찢겨진 별에서 물질이 유입되거나 다른 거대한 물체와의 치명적인 충돌로 인해 더 빨라졌을 것입니다.
이 이해하기 어려운 회전에 대한 설명을 찾기 위해 천문학자들은 질량(태양의 87억 배)을 사용하여 전체 은하계를 자신 쪽으로 끌어당기는 시공간상의 거대한 간격인 초대질량 블랙홀 M6,5에 눈을 돌렸습니다.
천문학자들은 87년부터 2000년까지 전 세계 전파 망원경 네트워크를 통해 M2022*을 연구함으로써 블랙홀의 제트가 11년 주기를 표시하는 메트로놈처럼 앞뒤로 움직인다는 사실을 발견했습니다. 이는 블랙홀이 회전하는 팽이처럼 회전하면서 축을 중심으로 세차운동을 하거나 흔들리는 것을 보여주었습니다.
"우리는 이 중요한 발견에 대해 기쁘게 생각합니다"라고 중국 항저우에 있는 저장 연구소의 천문학자이자 수석 연구 저자인 Cui Yuzhu는 성명에서 말했습니다. "블랙홀과 원반 사이의 간격이 상대적으로 작고 세차 주기가 약 11년이기 때문에 이러한 성과를 얻으려면 87년에 걸쳐 M의 구조를 추적하는 고해상도 데이터의 축적과 세심한 분석이 필수적입니다."
아인슈타인 이론의 또 다른 확증에 더해, 블랙홀 회전의 발견은 여러 가지 흥미로운 질문을 불러일으킵니다. 그중에는 어떤 재앙적인 사건이 급격한 회전을 일으켰을 수 있는지와 양자 중력 이론에 중요한 단서를 제공할 수 있는 블랙홀을 둘러싸고 있는 희미한 빛의 고리인 광자 구체를 발견할 가능성과 관련된 것들이 있습니다.
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