은하수 중심에 블랙홀?

2020년 노벨 물리학상 수상자 안드레아 게즈의 이야기

9~10학년 때 학교에 다닐 때 저는 모든 TV 케이블 채널(Discovery, National Geographic, Discovery Science)에서 Astronomy and Space에 관한 가능한 모든 프로그램을 보곤 했습니다.

아아, 학교에서 돌아와서 이것들을 보니 좋은 날이었어! 사실, 나는 열광적으로 그것들을 보곤 했고 부모님과 누나도 이것들을 보게 만들곤 했습니다 . 2020 년 에 노벨 물리학상 수상자들을 보았을 때 – 나는 그들 중 한 명인 Andrea Ghez를 TV에서 여러 프로그램으로 본 것으로 착각할 수 없다는 것을 알았습니다!

그녀가 디스커버리 채널 쇼 중 하나에서 우리 은하의 중심에 있는 블랙홀을 발견했다고 이야기했던 것이 아직도 생생합니다. 그래서 이번 국제 여성의 날을 맞아 Andrea Ghez의 삶과 작품에 대해 좀 더 깊이 살펴보겠습니다.

어린 시절

Andrea Ghez는 MIT에서 물리학 학사 학위를 취득한 후 Caltech에서 박사 학위를 취득했습니다. 그녀는 현재 UCLA의 천체 물리학 및 천문학과 교수입니다. 여성으로서 가족-경력의 균형 과 함께 경력에서 그녀의 성공을 보는 것은 매우 고무적입니다 (그녀는 결혼했고 두 아들이 있습니다).

그녀는 노벨 물리학상을 받은 네 번째 여성 이며, 은하수 중심에 있는 초거대질량 블랙홀을 발견한 공로로 라인하르트 겐젤(나머지 절반은 로저 펜로즈)과 공유했습니다.

발견은 어떻게 이루어졌습니까?

Andrea의 동료가 작성한 이 기사( 아무도 작동하지 않을 것이라고 생각한 실험으로 Andrea Ghez가 노벨상을 수상한 방법 )는 그녀가 실험을 수행하기 시작함으로써 대답에 대해 "아니오"를 받아들이지 않는 방법을 언급합니다. 공부 방향이 다릅니다.

우리 은하의 중심에 무엇이 있는지 알기 위해 천문학자들은 강력한 망원경을 통해 그것을 보고 싶어했습니다. 유일한 문제는? 중심은 주로 두꺼운 먼지 구름으로 구성되어 있어 가시 광선 파장에서 먼지 아래에 무엇이 있는지 볼 수 없습니다.

Andrea와 그녀의 동료들은 하와이의 WM Keck 천문대 에 있는 NIRC(Near Infrared Camera)를 사용하여 적외선 파장에서 은하 중심을 보려고 했습니다.

적외선은 가시광선보다 파장이 길기 때문에 에너지가 낮고 산란이 적어 아주 먼 거리에서도 지구에 도달할 수 있고 우리가 볼 수 있습니다.

그들은 은하 중심의 중심에서 매우 타원 궤도를 따라 움직이는 두 개의 별을 발견했습니다. 시간이 지남에 따라 Adaptive Optics (사용 중인 거울 자체의 표면에 변형을 도입하여 망원경에 도달하는 파장의 변형을 줄일 수 있는 기술) 의 도움으로 궤도와 관련된 세부 정보를 찾을 수 있었습니다. 매우 높은 해상도로 이 별들의 사진을 찍을 수 있습니다.

이 정보와 케플러의 제3법칙을 통해 그들은 별들이 공전하고 있는 중심의 질량을 예측할 수 있었습니다. 그것은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 무거운 것으로 밝혀졌습니다. 410만 태양 질량 , 즉 우리 태양 질량의 410만 배 입니다 !!

이것은 초대질량 블랙홀이 궁수 자리 A*라는 은하 중심에 있다는 결론을 이끌어 냈습니다. 왜 직접 관찰하지 않고 이렇게 추측하는 방식으로 가야만 했는지 의아합니다.

글쎄요, 블랙홀은 밀도가 너무 높아서(엄청나게 높은 질량을 가지고 있지만 훨씬 작은 부피를 가짐) 빛조차도 빠져나갈 수 없는 물체입니다. 빛이 블랙홀 밖으로 나올 수 없다면 블랙홀에서 나오는 빛(또는 블랙홀에 떨어지는 빛)은 우리에게 도달할 수 없기 때문에 우리는 그것을 볼 수 없습니다.

위에서 언급한 원리는 우리가 눈으로 어떤 물체를 보는 것과 똑같은 원리입니다!

즉, 이 블랙홀의 이미지가 2019년 이벤트 호라이즌 망원경 에 의해 포착되었으며 이 이미지를 생성하기 위해 알고리즘을 작업한 여성 컴퓨터 과학자 중 한 명인 Katie Bouman 이 공유한 것을 기억할 것입니다 .

이 이미지에서도 블랙홀의 중앙 영역이 어둡고 주변의 먼지에서 나오는 빛의 고리만 볼 수 있습니다.

블랙홀의 세계는 어둡고 깊으며 매혹적이며, 후드 아래를 들여다보기 시작하면 항상 알고 이해해야 할 것이 너무 많습니다! Andrea는 이 주제와 우리 은하의 중심에 있는 이 문제를 너무 좋아해서 약 25년 동안 이 문제를 연구했습니다! 이 유명한 TV 인물의 작업에 대한 이 가벼운 정보를 즐기셨기를 바랍니다 :), Space Nuggets 시리즈 에서 더 많은 작은 읽기를 찾을 수 있습니다 .

Andrea와 같은 사람들과 STEM의 다른 모든 여성의 노력 덕분에 STEM은 50년 전보다 훨씬 더 다양하고 다양해졌습니다! 그러나 우리 모두는 아직 갈 길이 멀다는 것을 알고 있습니다. STEM과 천문학 분야에서 매일 존경하는 역할 모델이 점점 더 많아지고 이러한 꿈을 꾸고 달성할 수 있음을 보여주고 서로를 지원하는 커뮤니티가 있다는 것을 알게 되어 매우 기쁩니다. 모든 단계 :)