은하수 중심의 초대질량 블랙홀 주변의 자기장이 처음으로 관측되었습니다. 천문학자들이 사용하는 이벤트 호라이즌 망원경 (EHT)는 블랙홀 궁수자리 A*를 둘러싼 극도로 폭력적인 환경에 존재하는 장의 질서 있는 특성에 놀랐습니다. 이 연구는 블랙홀이 주변 물질에 어떻게 영향을 미치는지 자기장이 수행하는 중요한 역할에 대한 더 나은 이해로 이어질 수 있습니다.

EHT가 초대질량 블랙홀의 자기장을 관측한 것은 이번이 두 번째다. 2021년에는 은하 중심의 블랙홀 장을 발견했다. 메시에 87 (M87).

초거대질량 블랙홀은 중력 심연 속으로 소용돌이치는 플라즈마로 둘러싸여 있다고 믿어집니다. 이는 강력한 자기장을 생성하여 떨어지는 물질과 상호 작용할 수 있습니다. 이 가속 물질은 국부 자기장에 의해 편광되는 전파를 포함하여 막대한 양의 방사선을 방출합니다.

글로벌 네트워크

EHT는 이러한 편파를 측정하여 블랙홀 주변의 자기장을 지도화할 수 있는 전파 망원경의 글로벌 네트워크입니다.

궁수자리 A*의 무게는 약 6.6만 태양 질량으로, 이는 거대한 M87보다 XNUMX분의 XNUMX 적은 질량입니다. 이러한 엄청난 차이에도 불구하고 EHT 천문학자들은 두 물체의 자기장의 유사성에 놀랐습니다.

"우리는 궁수자리 A*가 여전히 아주 천천히 먹이를 먹고 있다는 사실을 알고 있기 때문에 자기장의 어떤 신호를 발견할 것으로 예상했습니다."라고 말합니다. 지리 윤시 EHT 팀의 일원인 University College London의 교수입니다. "우리가 예상하지 못한 것은 편광 패턴이 M87과 형태적으로 매우 유사할 것이라는 점이었습니다."

물질을 강착하는 모든 초대질량 블랙홀은 강착원반에 내장된 자기장을 가질 것으로 예상됩니다. 필드는 사건의 지평선 바로 바깥쪽 플라즈마에 고정되어 있으며 블랙홀의 회전에 의해 증폭됩니다. M87 블랙홀은 궁수자리 A*에 비해 플라즈마 강착 원반이 커서 매우 활동적입니다.

흐름 제어

두 물체의 자기장은 소용돌이 같은 구성의 자기장선을 가지고 있습니다(그림 참조). 선들이 서로 가까울수록 자기장이 더 강하고 조직화됩니다. 윤시는 궁수자리 A*의 자기장 강도가 냉장고 자석의 자기장 강도와 동등하다고 추정합니다. 별로 들리지 않을 수도 있지만, 이는 응집 플라즈마의 유입에 영향을 미칠 만큼 강력하여 블랙홀이 공급되는 방식을 제어하는 ​​데 도움이 됩니다.

두 자기장의 구조의 명백한 유사성으로 인해 일부 천문학자들은 다른 가능한 유사성에 대해 궁금해하고 있습니다.

M87의 블랙홀은 특히 상대론적 제트로 인해 발생합니다. 이것은 자기장에 의해 강착 원반에서 휩쓸려 빛의 속도에 가깝게 바깥쪽으로 가속되는 조밀하게 시준된 입자 빔입니다. 하나의 제트가 물체의 회전축을 따라 보이고 다른 제트가 반대 방향으로 뻗어나가는 것이 가능합니다.

자기 구조의 유사성을 고려하면 궁수자리 A*에는 지금까지 발견되지 않은 상대론적 제트가 존재할 수도 있습니다.

신비한 거품

실제로 그러한 제트는 은하수의 신비한 페르미 버블의 원천이 될 수 있습니다. 이것은 은하계 평면 위와 아래로 25,000광년 솟아오르는 두 개의 거대한 전하 입자 기둥입니다. 불과 수백만 년 전으로 추정되는 이 은하계는 은하 중심에서 유래했지만 그 원인은 불확실합니다.

그러나 Younsi는 제트는 시준성이 높은 반면 페르미 기포는 더 넓은 영역에 걸쳐 있으며 거의 ​​폭발과 같다고 지적합니다. 그리고 윤시는 두 블랙홀 사이의 유사점이 “궁금하다”고 생각하면서도 다음과 같이 말합니다. 물리 세계 우리 은하의 블랙홀에 제트가 있다는 그의 회의론.

"누군가는 이것을 자유롭게 해석하여 제트기가 있을 수 있다는 증거라고 말할 수도 있습니다."라고 그는 말합니다. "아니면 미래에 더 높은 해상도에서 더 나은 데이터가 필요할 수도 있고 아마도 편광 패턴이 약간 변경되는 것을 보게 될 수도 있습니다."

급격한 변화

M87은 53만 광년 떨어져 있고 블랙홀 강착 원반은 거대하므로 이 두 가지 요인으로 인해 짧은 시간 내에 큰 변화가 보이지 않는다는 의미입니다. 궁수자리 A*는 약 26,000광년 거리에서 우리에게 훨씬 더 가깝고, 훨씬 작은 강착 원반은 EHT가 몇 분과 몇 시간에 걸쳐 변화하는 강착 원반을 볼 수 있음을 의미합니다.

따라서 2022년에 공개된 궁수자리 A*(편광이 아닌 밝기)의 첫 번째 이미지는 블랙홀의 시간 평균 이미지였으며, 윤시는 블랙홀의 시간 평균 이미지가 단지 우연일 수 있다고 지적합니다. 자기장은 M87과 유사해 제트기에 대한 검색이 무의미할 수 있음을 의미합니다.

"궁수자리 A*는 매우 빠르게 변화하고 있기 때문에 이미지에 보이는 구조에는 훨씬 더 많은 불확실성이 있습니다"라고 Younsi는 말합니다. “우리가 지금 보고 있는 것은 단지 M87처럼 보이는 우연일 뿐이고 실제로는 일반적인 시간 평균 상태를 대표하지 않기 때문에 장기적인 모니터링이 필요합니다. 앞으로 몇 년 안에 이 이미지가 많이 바뀔 수도 있습니다.”

날씨가 허락한다면 EHT는 매년 궁수자리 A*를 관측하며 가장 최근에는 올해 87월을 관측합니다. 또한 M87의 블랙홀을 계속 감시하고 있으며 다른 은하계의 초대질량 블랙홀을 탐지하려고 노력하고 있습니다. 블랙홀을 더 많이 관찰할수록 궁수자리 A*와 MXNUMX의 블랙홀이 실제로 전형적인 예인지 여부를 더 많이 알 수 있습니다.

관찰 내용은 다음의 두 논문에 설명되어 있습니다. 천체 물리학 저널 편지. 종이 한 장 편광 측정을 다룹니다. 그리고 나머지 그 의미를 설명합니다..

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• 출처: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/