블랙홀 '에코'의 소리를 들어보세요

May 03 2022
블랙홀 쌍성에서 분출하는 제트기에 대한 예술가의 상상. 연구진은 "반향 기계(Reverberation Machine)"라는 별명을 붙인 새로운 도구를 사용하여 은하수에서 8개의 에코 블랙홀 쌍성을 감지했습니다.
블랙홀 쌍성에서 분출하는 제트기에 대한 예술가의 상상.

연구원들은 " 반향 기계 " 라는 별명을 붙인 새로운 도구를 사용하여 은하수에서 8개의 에코 블랙홀 쌍을 감지했습니다. 그런 다음 그 X선 에코를 음파 로 변환 하여 아래 비디오에서 들을 수 있습니다.

Reverberation Machine 은 '에코'로 알려진 이상한 유형의 방출을 포함하여 블랙홀 및 중성자 별과 같은 소스에서 X선 ​​방출을 연구하는 국제 우주 정거장에 있는 망원경인 NICER 의 위성 데이터를 결합했습니다. 천체 물리학 저널(Astrophysical Journal)에 발표된 최근 연구 에서 천체 물리학자 팀은 8개의 새로운 블랙홀 쌍성 에코와 X선 폭발에 대해 설명합니다.

블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없을 정도로 강한 중력을 가진 거대한 물체로 유명합니다. 블랙홀은 강착원반(accretion disks)이라고 불리는 과열된 가스와 먼지의 축적으로 둘러싸여 있는 경우가 많습니다 . 그 과열된 물질의 일부가 블랙홀에 떨어지면 X선이 생성됩니다.

블랙홀 X선 쌍 성체에서 구멍은 개에 붙은 벼룩처럼 큰 동반성 주위를 공전하고 먹어치우며 바로 주변 이 X선으로 빛납니다. 이러한 강착 원반 덕분에 연구자들은 보이지 않는 블랙홀을 관찰할 수 있습니다.

"은하 진화에서 블랙홀의 역할은 현대 천체 물리학에서 매우 중요한 문제입니다."라고 MIT의 천체 물리학자이자 이 연구의 공동 저자인 Erin Kara가 연구소 발표 에서 말했습니다 . "흥미롭게도 이 블랙홀 쌍성은 '미니' 초질량 블랙홀인 것처럼 보이기 때문에 이 작고 가까운 시스템의 분출을 이해함으로써 우리는 초질량 블랙홀의 유사한 분출이 그들이 거주하는 은하에 어떻게 영향을 미치는지 이해할 수 있습니다."

Circinus X-1이라는 X선 바이너리의 합성 이미지.

연구원들은 블랙홀의 질량이 태양 질량의 5배에서 15배에 이르며 모두 태양과 같은 별을 먹고 있다는 것을 발견했습니다. 팀은 블랙홀이 처음으로 몇 주 동안 지속된 엑스선의 큰 폭발을 일으켰으며 그 동안 블랙홀은 빛나는 코로나를 생성 하고 거의 빛의 속도로 움직이는 물질의 거대한 제트를 분출 했다고 보고했습니다 . 그런 다음 며칠 동안 블랙홀 이 더 낮은 에너지 상태로 안정되면서 코로나 가 퇴색하고 제트가 튀었습니다.

이러한 X선 중 일부는 강착 디스크에서 반사되어 초기 방출의 '메아리'를 생성합니다. 작년에 천체 물리학자 들은 블랙홀이 먼 은하에 있고 새로 발견된 8개의 에코가 모두 은하수에 있지만 블랙홀의 뒷면에서 반사되는 빛 을 처음으로 감지했습니다.

"우리는 블랙홀에 가장 가까운 환경을 재구성하기 위해 이러한 빛의 반향을 사용할 수 있는 시작 단계에 있습니다."라고 Kara가 말했습니다. "이제 우리는 이러한 에코가 일반적으로 관찰된다는 것을 보여주었고 블랙홀의 디스크, 제트 및 코로나 사이의 연결을 새로운 방식으로 조사할 수 있습니다."

관련 프로젝트 에서 Kara는 교육 및 음악 학자와 협력하여 블랙홀 X선 방출을 음파로 변환했습니다. 더 낮은 주파수의 빛은 오디오의 더 낮은 피치에 해당합니다. 블랙홀의 폭발이 가라앉으면서 희미해지기 전에 X선 방출이 어떻게 정점을 이루는지 들을 수 있습니다. 이제 우리는 아픈 블랙홀 클럽 비트를 섞을 사람이 필요합니다.

더 보기: 새로운 비디오는 우주적 맥락에서 블랙홀의 상징적인 이미지를 제공합니다