Astronomers Image Magnetic Fields At The Edge Of M87’s Black Hole

최초의 블랙홀 이미지를 제작 한 이벤트 호라이즌 망원경 (EHT) 협업은 오늘 메시에 87 (M87) 은하 중심에있는 거대한 물체에 대한 새로운 시각을 공개했습니다. 천문학 자들이 자기장의 신호 인 편광을 측정 할 수 있었던 것은 이번이 처음이다. 이것은 블랙홀 가장자리에 가깝다. 이 관측은 87 천 55 백만 광년 떨어진 MXNUMX 은하가 중심에서 에너지 제트를 발사 할 수있는 방법을 설명하는 열쇠입니다.

코디네이터 인 Monika Mo? cibrodzka는“우리는 이제 자기장이 블랙홀 주변에서 어떻게 작용하는지, 그리고이 매우 조밀 한 공간의 활동이 은하계 너머까지 확장되는 강력한 제트를 어떻게 구동 할 수 있는지 이해하기위한 다음 중요한 증거를보고 있습니다. 네덜란드 Radboud University의 EHT Polarimetry Working Group 및 조교수.

10 년 2019 월 XNUMX 일, 과학자들은 최초의 블랙홀 이미지를 공개했습니다 (https : //WWW.그.org /공공의/뉴스/eso1907 /), 어두운 중앙 영역이있는 밝은 고리 모양의 구조 인 블랙홀의 그림자 (https : //WWW.그.org /공공의/이미지 /eso1907a /). 그 이후로 EHT 협력은 87 년에 수집 된 M2017 은하의 중심부에있는 초대형 물체에 대한 데이터를 더 깊이 파고 들었습니다. 그들은 M87 블랙홀 주변의 빛의 상당 부분이 편광된다는 것을 발견했습니다.

EHT 편광계의 코디네이터 인 Iván Martí-Vidal은“이 작업은 중요한 이정표입니다. 빛의 편광은 2019 년 XNUMX 월에 본 이미지이면의 물리학을 더 잘 이해할 수 있도록 정보를 전달합니다. 스페인 발렌시아 대학 워킹 그룹 및 GenT 저명 연구원. 그는 "이 새로운 편광 이미지를 공개하려면 데이터 수집 및 분석과 관련된 복잡한 기술로 인해 수년간의 작업이 필요했습니다"라고 덧붙였습니다.

편광 선글라스 렌즈와 같은 특정 필터를 통과하거나 자기장이 존재하는 뜨거운 공간에서 방출 될 때 빛이 편광됩니다. 편광 선글라스가 밝은 표면의 반사와 눈부심을 줄여 우리가 더 잘 볼 수 있도록 도와주는 것과 마찬가지로 천문학 자들은 블랙홀에서 발생하는 빛이 편광되는 방식을 살펴봄으로써 블랙홀 주변 영역에 대한 시야를 선명하게 할 수 있습니다. 특히 분극화는 천문학 자들이 블랙홀의 안쪽 가장자리에있는 자기장 선을 매핑 할 수 있도록합니다.

“새로 발표 된 편광 이미지는 자기장이 어떻게 블랙홀이 물질을 '먹고'강력한 제트를 발사 할 수 있는지 이해하는 데 중요합니다.”라고 Princeton 이론 과학 센터 및 Princeton의 NASA 허블 연구원 인 Andrew Chael은 말합니다. 미국의 Gravity Initiative.

M87의 핵심에서 나오는 밝은 에너지와 물질의 분사 (https : //WWW.그.org /공공의/이미지 /eso1907c /) 중심에서 최소 5000 광년 연장되는 것은 은하계에서 가장 신비 롭고 에너지가 넘치는 특징 중 하나입니다. 블랙홀 가장자리 가까이에있는 대부분의 물질은 들어갑니다. 그러나 일부 주변 입자는 포착되기 직전에 빠져 나가 제트의 형태로 우주로 멀리 날아갑니다.

천문학 자들은이 과정을 더 잘 이해하기 위해 물질이 블랙홀 근처에서 어떻게 행동하는지에 대한 다양한 모델에 의존했습니다. 그러나 그들은 은하보다 더 큰 제트가 태양계와 크기가 비슷한 중앙 영역에서 어떻게 발사되는지, 물질이 정확히 블랙홀에 얼마나 떨어지는 지 정확히 알지 못합니다. 블랙홀의 새로운 EHT 이미지와 편광의 그림자를 통해 천문학 자들은 처음으로 물질이 유입되고 배출되는 사이의 상호 작용이 일어나는 블랙홀 바로 외부 영역을 조사했습니다.

관찰은 블랙홀 바로 밖에있는 자기장의 구조에 대한 새로운 정보를 제공합니다. 연구팀은 강한 자화 가스를 특징으로하는 이론적 모델 만이 사건의 지평선에서보고있는 것을 설명 할 수 있다는 것을 발견했습니다.

“관찰에 따르면 블랙홀 가장자리의 자기장은 뜨거운 가스를 밀어 내고 중력의 힘에 저항하는 데 도움이 될만큼 충분히 강합니다. 필드를 통해 미끄러지는 가스 만이 이벤트 지평선 안쪽으로 나선형으로 나아갈 수 있습니다.”라고 미국 콜로라도 볼더 대학의 조교수이자 EHT 이론 작업 그룹의 코디네이터 인 Jason Dexter는 설명합니다.

M87 은하의 중심부를 관찰하기 위해이 협력은 칠레 북부에 기반을 둔 아타 카마 라지 밀리미터 / 서브 밀리미터 어레이 (ALMA – https : /)를 포함하여 전 세계 XNUMX 개의 망원경을 연결했습니다./WWW.그.org /공공의/teles-instr /alma / ) 및 Atacama Pathfinder 실험 (APEX – https : //WWW.그.org /공공의/teles-instr /꼭대기/ ), 여기에서 유럽 남방 천문대 (ESO)는 지구 크기의 가상 망원경 인 EHT를 만들기위한 파트너입니다. EHT로 얻은 인상적인 해상도는 달 표면의 신용 카드 길이를 측정하는 데 필요한 해상도와 동일합니다.

ESO의 유럽 ALMA 프로그램 과학자 인 Ciska Kemper는“남쪽 위치를 통해 EHT 네트워크에 지리적 확산을 추가하여 이미지 품질을 향상시키는 ALMA와 APEX를 통해 유럽 과학자들이 연구에서 중심적인 역할을 할 수있었습니다. 66 개의 안테나로 ALMA는 편광에서 전체 신호 수집을 지배하는 반면 APEX는 이미지 보정에 필수적이었습니다.”

“ALMA 데이터는 EHT 관측을 보정, 이미지화 및 해석하는데도 중요했으며, 물질이 블랙홀 이벤트 지평선 근처에서 어떻게 작용 하는지를 설명하는 이론적 모델에 엄격한 제약을 제공했습니다.”라고 Radboud University 및 Leiden Observatory의 과학자 인 Ciriaco Goddi는 덧붙입니다. 수반되는 연구를 주도한 네덜란드 (https : //WWW.그.org /공공의/아카이브 /릴리스 /sciencepapers /eso2105 /eso2105c.pdf)는 ALMA 관찰에만 의존했습니다.

EHT 설정을 통해 팀은 블랙홀 그림자와 그 주변의 빛의 고리를 직접 관찰 할 수 있었으며, 새로운 편광 이미지는 고리가 자화되었음을 명확하게 보여줍니다. 결과는 오늘 두 개의 별도 논문에 발표되었습니다. 천체 물리학 저널 편지 EHT 협력에 의해. 이 연구에는 전 세계 여러 조직 및 대학의 300 명 이상의 연구원이 참여했습니다.

“EHT는 네트워크에 기술 업그레이드가 이루어지고 새로운 관측소가 추가됨에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 우리는 미래의 EHT 관측을 통해 블랙홀 주변의 자기장 구조를보다 정확하게 드러내고이 지역에서 뜨거운 가스의 물리학에 대해 더 많이 알려줄 것으로 기대합니다.”라고 EHT 협력 회원 인 박종호 동아시아 코어 천문대 펠로우는 결론을 내 렸습니다. 타이페이의 Academia Sinica 천문학 및 천체 물리학 연구소.

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더 알아보기

이 연구는 오늘 The Astrophysical Journal Letters에 게재 된 EHT 공동 작업에 의해 두 개의 논문으로 발표되었습니다 : "First M87 Event Horizon Telescope Results VII : Polarization of the Ring"(doi : 10.3847 / 2041-8213 / abe71d) 및 "First M87 Event Horizon 망원경 결과 VIII : 사건 지평선 근처의 자기장 구조”(doi : 10.3847 / 2041-8213 / abe4de). 수반되는 연구는 Goddi, Martí-Vidal, Messias 및 EHT 협력이 발표 한 "ALMA의 Event Horizon 망원경 표적의 폴라 메트릭 속성"(doi : 10.3847 / 2041-8213 / abee6a) 논문에서 발표되었습니다. 천체 물리학 저널 편지.

EHT 협력에는 아프리카, 아시아, 유럽, 북미 및 남미에서 온 300 명 이상의 연구원이 참여합니다. 국제 협력은 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 얻은 가장 상세한 블랙홀 이미지를 캡처하기 위해 노력하고 있습니다. 상당한 국제적 투자로 지원되는 EHT는 새로운 시스템을 사용하여 기존 망원경을 연결하여 아직 달성 된 최고의 각도 분해능을 가진 근본적으로 새로운 기기를 만듭니다.

관련된 개별 망원경은 다음과 같습니다 : ALMA, APEX, Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM) 30 미터 망원경, IRAM NOEMA 천문대, JCMT (James Clerk Maxwell Telescope), LMT (Large Millimeter Telescope), SMA (Submillimeter Array) ), SMT (Submillimeter Telescope), SPT (South Pole Telescope), Kitt Peak Telescope 및 GLT (Greenland Telescope)가 있습니다.

EHT 컨소시엄은 Academia Sinica 천문학 및 천체 물리학 연구소, 애리조나 대학교, 시카고 대학교, 동아시아 천문대, 프랑크푸르트 괴테 대학교, 밀리 메트 리크 연구소, 대형 밀리미터 망원경, 막스 플랑크 연구소 등 13 개의 이해 관계 기관으로 구성됩니다. 전파 천문학, MIT Haystack Observatory, 일본 국립 천문대, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University 및 Smithsonian Astrophysical Observatory.

ESO는 유럽에서 가장 뛰어난 정부 간 천문학 기관이며 지금까지 세계에서 가장 생산적인 지상 천문대입니다. 16 개 회원국 : 오스트리아, 벨기에, 체코, 덴마크, 프랑스, 핀란드, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 네덜란드, 폴란드, 포르투갈, 스페인, 스웨덴, 스위스, 영국 및 칠레 개최국 호주와 전략적 파트너입니다. ESO는 천문학 자들이 중요한 과학적 발견을 할 수 있도록 강력한 지상 관측 시설의 설계, 건설 및 운영에 중점을 둔 야심 찬 프로그램을 수행합니다. ESO는 또한 천문학 연구에서 협력을 촉진하고 조직하는 데 주도적 인 역할을합니다. ESO는 칠레에서 La Silla, Paranal 및 Chajnantor의 세 가지 고유 한 세계적 수준의 관측 사이트를 운영합니다. Paranal에서 ESO는 초대형 망원경과 세계를 선도하는 초대형 망원경 간섭계뿐만 아니라 적외선에서 작동하는 두 대의 측량 망원경 인 VISTA와 가시 광선 VLT 측량 망원경을 운영합니다. 또한 Paranal ESO에서는 세계에서 가장 크고 민감한 감마선 관측소 인 Cherenkov Telescope Array South를 개최하고 운영 할 예정입니다. ESO는 또한 현존하는 가장 큰 천문 프로젝트 인 Chajnantor, APEX 및 ALMA에있는 두 시설의 주요 파트너입니다. 그리고 Paranal에 가까운 Cerro Armazones에서 ESO는 "세계에서 가장 큰 하늘의 눈"이 될 39 미터의 초대형 망원경 인 ELT를 구축하고 있습니다.

국제 천문학 시설 인 아타 카마 라지 밀리미터 / 서브 밀리미터 어레이 (ALMA)는 칠레 공화국과 협력하여 ESO, 미국 국립 과학 재단 (NSF) 및 일본 국립 자연 과학 연구소 (NINS)의 파트너십입니다. ALMA는 회원국을 대신하여 ESO, 캐나다 국립 연구위원회 (NRC) 및 과학 기술부 (MOST)와 협력하여 NSF, 대만의 Academia Sinica (AS)와 협력하여 NINS가 자금을 지원합니다. 한국 천문 우주 과학 연구원 (KASI). ALMA 건설 및 운영은 회원국을 대신하여 ESO가 주도합니다. 북미를 대신하여 Associated Universities, Inc. (AUI)에서 관리하는 NRAO (National Radio Astronomy Observatory)에 의해; 그리고 동아시아를 대신하여 일본 국립 천문대 (NAOJ)에 의해. JAO (Joint ALMA Observatory)는 ALMA의 건설, 시운전 및 운영에 대한 통합 리더십 및 관리를 제공합니다.

BlackHoleCam 연구 그룹은 14 년에 유럽 연구위원회 (European Research Council) 2013 만 유로의 시너지 보조금을 받았습니다. 주요 연구자는 Heino Falcke, Luciano Rezzolla 및 Michael Kramer이며 파트너 기관은 JIVE, IRAM, MPE Garching, IRA / INAF Bologna, SKA 및 ESO입니다. . BlackHoleCam은 Event Horizon Telescope 공동 작업의 일부입니다.

링크

연구 논문
논문 VII – https : //WWW.그.org /공공의/아카이브 /릴리스 /sciencepapers /eso2105 /eso2105a.PDF

논문 VIII – https : //WWW.그.org /공공의/아카이브 /릴리스 /sciencepapers /eso2105 /eso2105b.PDF

Goddi et al. – https : //WWW.그.org /공공의/아카이브 /릴리스 /sciencepapers /eso2105 /eso2105c.PDF
EHT 웹 사이트 – https : //사건수평망원경.org /
ALMA 이미지 – https : //WWW.그.org /공공의/이미지 /아카이브 /범주/alma /
APEX 이미지 – https : //WWW.그.org /공공의/이미지 /아카이브 /범주/꼭대기/
ESO EHT 웹 페이지 – https : //WWW.그.org /공공의/과학/중대한 전환점/
EHT 프로젝트에 대한 ESO 블로그 게시물 – https : //WWW.그.org /공공의/블로그 /블랙홀 촬영 /
과학자 : 이야기가 있습니까? 연구 발표 – http : // eso.org /공상 과학 /간행물 /공지 사항 /sciann17277.HTML