지구에서 약 1500 광년 떨어진 궤도에서 작은 블랙홀이 붉은 거성 주위를 돌고 있다. 블랙홀의 중력을 이용하여 천문학자들은 보이지 않는 천체를 발견했다. 그리기: Lauren fan fer and Ohio state university.
문서: DAN FALK
가장 작은 블랙홀은 얼마나 큰가요? 수십 년 동안 천문학자들은 우리 우주 구석의 블랙홀을 통계함으로써 이 질문에 답하려고 노력해 왔다.
은하 중앙에 있는 거대한 블랙홀을 포함하여 크고 중간 크기의 블랙홀을 많이 발견했지만 작은 블랙홀의 징후는 발견되지 않았습니다. 이것은 천체물리학 분야에서 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼이기도 합니다.
최근 천문학자들은 지금까지 가장 작은 블랙홀을 발견했다. 질량은 태양보다 3 배, 지구에서 1500 광년 떨어져 있어 가장 가까운 블랙홀이다. 오하이오 주립대학의 천문학자 Tharindu Jayasinghe 는 "검색 공간만 넓히면 더 많은 (작은 블랙홀) 을 발견할 수 있다는 것을 의미한다" 고 오하이오 주립대학의 천문학자 Tha Rindu Jayasinghe 는 말했다. 이 발견은' 로열천문학회 월간지' 에 발표되었고, Jayasinghe 는 수석 저자이다. 이번 발견은 "과학자들이 이 천체체계를 찾도록 추진할 것" 이라고 말했다. "
Jayasinghe 와 동료들은 이 블랙홀을' 유니콘' 이라고 명명했다. 이는 현재 발견된 블랙홀 중 유일무이한 존재이며 기린자리 (유니콘자리) 내에서 발견되기 때문이다. 유니콘 및 기타 유사한 천체를 연구함으로써 연구가들은 별이 생명의 마지막 순간에 어떤 일이 일어날지, 왜 어떤 별들은 블랙홀로 축소되는지, 또 어떤 별들은 촘촘한 껍데기 중성자가 되는지 더 잘 알고 싶어 한다.
보이지 않는 블랙홀 검색
블랙홀의 중력 하에서 빛도 빠져나갈 수 없으므로 간접적으로 감지할 수 있습니다. 이 보이지 않는 하늘은 별을 동반하는 물질을 흡수하여 엑스레이를 방출하는데, 알려진 대부분의 블랙홀은 이 엑스레이를 찾는 과정에서 발견된다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀) 블랙홀 주변에는 조밀한 고리, 즉' 흡적판' 이 있는데, 물질이 흡적판에서 가열되고, X 선 망원경은 그들이 방출하는 방사선을 감지할 수 있다.
그러나 유니콘은 다른 방법으로 발견되었다. Jayasinghe 팀은 여러 관측소의 데이터를 이용하여 붉은 거성 V723 Mon 의 밝기와 스펙트럼의 주기적 변화를 측정했다. 수십 년 동안 천문학자들은 이런 관측으로 계외행성을 찾고 있으며, 이 천체들도 직접 발견하기 어렵다.
연구팀은 보이지 않는 관련 천체가 붉은 톱스타를 끌어당겨 물방울의 모양으로 왜곡하고 있다고 추측했다. 이 데이터는 두 천체의 질량 합계를 제공하며, 만약 이 별이 연구팀이 예상한 것보다 더 무겁다면 보이지 않는 천체는 중성자일 수 있다. 그러나 팀은 그것이 작은 블랙홀일 가능성이 가장 높다고 생각한다.
유니콘이 붉은 거성의 모양을 바꾸고 있지만, 이 동반자 별에서 물질을 흡수하지 않았다. 이것은 흡적판도 없고 엑스레이도 없다는 것을 의미하며, 그것이 지금까지 발견되지 않은 이유이다. 이' 조용한' 블랙홀이 엑스레이를 방출하지 않은 것은 과학자들이 왜 이런 작은 블랙홀을 거의 발견하지 못했는지를 설명하는 것일 수 있다.
질량이 태양보다 5 배 많은 블랙홀이 많지만 이 숫자보다 낮은 블랙홀은 매우 적다. 작은 블랙홀이 부족한 현상은 혼란스럽고 천문학자들은 이를' 질량 격차' 라고 부른다.
질량 간격 채우기
유니콘을 발견하기 전에 블랙홀 질량 간격에 대해 과학자들은 여러 가지 해석을 했다. 2019 년, 같은 팀은 슈퍼스타 주위를 돌고 있는 어두운 물체를 발견했다고 발표했지만, 이 천체의 질량에 대한 그들의 추정치는 그다지 정확하지 않아 블랙홀이 아니라' 질량이 예상치 못한 중성자별' 이라고 판단할 수 밖에 없었다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀)
지난해 또 다른 천문학자들은 지구에서 약 1100 광년 떨어진 삼성 시스템 중 4 배의 태양 질량의 블랙홀이 두 별 주위를 돌고 있다는 사실을 발견했다. 만약 이 시스템에 블랙홀이 존재한다면, 그것은 지구에 가장 가까운 것으로 알려진 블랙홀이 될 것이지만, 또 다른 연구는 그들의 발견에 의문을 제기한다.
레이저 간섭 중력파 관측소 등 중력파 탐지기도 만족스러운 결과를 가져왔다. 2019 년에 천문학자들은 중력파 소스 GW190814 를 관찰했는데, 이것은 두 천체가 충돌한 후에 생긴 것이다. 태양의 질량은 2.6 배에 불과합니다. 즉, 매우 무거운 중성자성이나 가장 가벼운 블랙홀이라는 뜻입니다. 또 2017 년 관측된 중력파 사건에서 중성자 별 두 개가 융합된 뒤 태양 질량의 약 2.8 배에 달하는 블랙홀이 탄생했다.
아쉽게도 중력파를 통해 탐지된 천체에 대해 천문학자들은 장기 연구를 하기 어렵다. 그들은 종종 은하수 밖에 있는데, 이것은 천문학자들이 중력파가 폭발하는 짧은 순간에만 그것들을 이해할 수 있다는 것을 의미한다. 그런 다음 사람들의 시야에서 영원히 사라집니다.
반면에 유니콘은 우리 은하에 있으며, 앞으로 몇 년 동안 과학자들은 연구를 시작할 수 있다. 사실, 이 동반자는 붉은 거성이며 거리가 가깝기 때문에 관측결과가 더 정확하고 믿을 만하다. "라고 노스웨스턴 대학의 천문학자 Vicky Kalogera 는 말했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 그녀는 이번 연구에 참여하지 않았다.
시공간이 무너지다
천문학자들은 유니콘 및 기타 유사한 천체를 연구함으로써 블랙홀과 중성자성의 물리적 원리를 더 잘 이해하기를 원한다. 이 두 천체는 모두 별의 생명이 끝날 때 핵연료가 고갈되는 순간에 형성된다. 그러나 그들이 어느 길로 나아갈 것인지는 별의 질량에 달려 있다.
별이 태양보다 약간 크면 초신성 폭발을 경험하게 됩니다. 나머지 부분은 중력의 압축으로 중성자 별을 형성한다. 이런 천체는 밀도가 높고, 물질은 원자핵처럼 꽉 짜여져 있다.
만약 하늘의 체중이 훨씬 많다면 중력의 작용으로 더욱 무너져 블랙홀을 형성할 것이다. 이 별은 이미 천만 년 동안 존재할 수 있지만, 최종 결말은 종종 순간적으로 결정된다.
< P > "1 ~ 5 초 안에 별의 운명은 초신성이 폭발하고 중성자를 생성하는지, 붕괴하여 블랙홀을 형성하는지 결정한다" 고 오하이오 주립대학의 천문학자, 유니콘 블랙홀 논문의 공동 저자인 토드 톰슨은 "중간 상황이 또 있을 수 있다" 고 말했다. 이 모든 것은 아주 짧은 시간 안에 일어난다. "연구원 앞에 놓인 과제 중 하나는 관련 물리적 특성을 직접 연구할 수 없다는 것이다. 우리는 아직 핵밀도 하에서 물질의 상황을 완전히 이해하지 못하고 있다. "라고 Kalogera 는 말했다." 천문학이 직면한 도전이다. 우리는 실험실에서 이러한 밀도를 시뮬레이션할 수 없다. "
유니콘 같은 작은 블랙홀, 과학자들이 우주 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것이다.
유럽우주국의 가이아 탐사선은 더 많은 데이터를 가져와 더욱 선명한 이미지를 그릴 것이다. 가이아 탐사선의 목적은 하늘에 있는 별의 위치를 정확하게 그리는 것이었는데, 아마도 우리에게 더 많은 작은 블랙홀을 가져다 줄 수 있을 것입니다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀)
천문학자들도 뉴멕시코 주 망원경을 이용해 수백만 개의 천체를 상세히 관측하는 슬로언 디지털 순천 계획이 발표하는 다음 데이터를 간절히 기다리고 있다. 보이지 않는 동반자에 대한 별의 반응 때의 움직임을 발견할 수 있다. 현재 칠레가 건설 중인 베라 루빈 천문대도 작은 블랙홀을 발견할 수 있을 것이다.
< P > 더 많은 데이터를 가지고 천문학자들은 작은 블랙홀의 부족이 별 물리학에 새로운 연구 방향을 가져다 줄 수 있는지, 아니면 작은 블랙홀이 은하 전체에 퍼질 수 있는지, 단지 우리가 방금 그들을 찾는 방법을 찾았기 때문에 지금까지 집계되지 않았다.
(번역자: 하늘 4)