ETH 전례없이 상세한 블랙홀 제트 사진 포착

Messier 87 은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀( supermassive black holes) M87*는 우리 태양보다 약 60억 배 더 무겁다. 우리 은하 중심의 태양보다 400만 배 더 큰 Sgr A*는 초거대질량 블랙홀에 비해 작다.

M87*의 놀라운 크기는 부분적으로 이벤트 호라이즌 망원경이 세계 최초의 블랙홀 이미지를 캡처하기에 좋다. 2017년에 달성한 그 위업은 2019년에 세계에 공개됐다.

그후 그들은 Centaurus A로 알려진 인근 은하의 중심에 있는 M87*보다 약 100배 작은 또 다른 초대질량 블랙홀에 관심을 돌렸다. M87*을 포착한 동일한 기술을 사용하여 천체 물리학자들은 이제 강력한 블랙홀을 이미지화할 수 있었다. 초고해상도로 센타우루스 A의 블랙홀에서 분출하는 물질 제트는 이러한 현상이 어떻게 나타나는지 더 많이 보여준다.

연구는 19일(현지시각) Nature Astronomy 저널에 게재됐다.

독일 본에 있는 막스 플랑크 전파천문연구소의 천체물리학자이자 이번 연구의 주저자인 마이클 얀센(Michael Janssen)은 “EHT의 주요 목표는 블랙홀을 이미지화하는 것이다…블랙홀을 완전히 이해하려면 이러한 제트와 생성 방법도 이해해야 한다”고 말했다.

우주 제트는 M87*을 포함한 많은 블랙홀에 의해 생성되며 본질적으로 빠르게 회전하는 블랙홀의 강착 디스크 플라즈마 빔이다.

James Miller-Jones는 “이 좁고 집중된 플라즈마 빔은 블랙홀(태양계보다 크기가 작음)에 가까운 작은 규모에서 에너지를 운반하여 훨씬 더 큰 규모로 주변 환경에 축적한다”고 말했다. 호주 커틴 대학의 천체 물리학자이자 국제 전파 천문학 연구 센터(ICAR)의 회원 Miller-Jones는 제트기가 은하와 은하단의 진화에 영향을 미칠 수 있다고 말한다. 천문학자들은 그것들을 더 잘 이해하기를 열망하고 있다.

Janssen과 동료들은 그러한 천문학자 그룹 중 하나다. 그들은 제트가 블랙홀 근처에서 어떻게 기능하는지 보기 위해 제트를 확대하고 싶었다. EHT가 그것을 가능하게 했다.

EHT는 전 세계의 8개 관측소로 구성, VLBI(Very Long Baseline Interferometry)로 알려진 기술을 사용한다. EHT는 전 세계의 망원경을 가상으로 연결하여 “수천 킬로미터 크기”인 단일 망원경과 같은 해상도를 제공한다.

이를 통해 팀은 Centaurus A의 제트기에 집중하고 그 어느 때보다 선명하게 볼 수 있다. 또한 블랙홀에 매우 가까운 제트의 이미지를 촬영할 수 있었다.

EHT 관측을 통해 팀은 블랙홀에서 약 0.6광일 떨어진 곳을 볼 수 있다. 이것은 태양과 명왕성 사이의 거리인 96억 마일의 약 2.5배에 해당한다.

Centaurus A의 심장을 들여다보고 그들의 관찰을 이론적인 모델과 비교한 결과, 팀은 블랙홀의 제트가 가장자리를 밝게 하고 M87*에 의해 생성된 것과 놀랍도록 유사하게 보인다는 것을 발견했다.

Centaurus A 제트는 두 가지 이유로 중요하다. Miller-Jones는 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 일치, 제트의 기본 속성이 제트를 발사하는 블랙홀의 질량에 의존한다는 증거라고 설명한다.

그는 이 규모가 태양의 10~100배에 불과한 질량을 가진 훨씬 더 작은 블랙홀도 유지될 수 있다고 덧붙였다.