이벤트 호라이즌 망원경이 사상 최초로 블랙홀 사진을 찍으려다

천문학자들은 사상 최초로 블랙홀 이미지를 제공하려는 대담한 새로운 실험을 위해 전 세계의 전파 접시 망원경을 지구 크기의 가상 카메라로 조정했습니다. 망원경 협업이 다음으로 설정됩니다. 이번 주에 큰 결과 발표 , 그리고 회원들은 3월에 있었던 강연에서 자신들의 연구 접근 방식을 설명하기도 했습니다.

블랙홀은 시공간의 극도의 뒤틀림으로 인해 너무 강력하여 일단 충분히 가까워지면 엄청난 중력으로 빛이 빠져나갈 수조차 없습니다.



천문학자들의 생각은 블랙홀의 원형 불투명 실루엣 사진 촬영 밝은 배경에 캐스팅. 그림자의 가장자리는 블랙홀의 돌아올 수 없는 지점인 사건의 지평선입니다. 사진은 천 단어의 가치가 있으며 블랙홀 사진은 천체 물리학, 우주론 및 우주에서 블랙홀의 역할을 이해하는 데 중요한 도구가 될 것입니다.

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블랙홀 그림자가 어떻게 생겼는지 보여주는 비디오 시뮬레이션 스틸. 이 애니메이션은 Peter Galison과 Chyld King이 제작한 EHT(Event Horizon Telescope) 프로젝트에 대한 단편 영화에 등장했습니다. Event Horizon 망원경의 실시간 스트리밍 발표 보기

블랙홀 그림자가 어떻게 생겼는지 보여주는 비디오 시뮬레이션 스틸. 이 애니메이션은 Peter Galison과 Chyld King이 제작한 EHT(Event Horizon Telescope) 프로젝트에 대한 단편 영화에 등장했습니다. 2019년 4월 10일 오전 9시(동부 표준시) 이벤트 호라이즌 망원경의 첫 번째 결과에 대한 실시간 스트리밍 발표를 시청하세요. 여기 .(이미지 크레디트: EHT 아웃리치/ 유튜브 )

우주 비행사가 달 표면에 오렌지를 놓으면 지구에서 감귤류를 보기가 매우 어려울 것입니다. 이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope)이라는 야심찬 새 프로젝트의 프로젝트 책임자인 셰퍼드 돌먼(Sheperd Doeleman)은 블랙홀을 발견하기가 그만큼 어렵다고 말했습니다.

Doeleman은 지난 달 텍사스 오스틴에서 열린 SXSW(South by Southwest) 페스티벌의 패널에서 청중과 이 일화를 공유했습니다. Doeleman과 동료 공동 작업자인 Sera Markoff, Peter Galison 및 Dimitrios Psaltis는 SXSW 이벤트 기간 동안 프로젝트가 어떻게 작동하는지 조명했습니다. EHT: 블랙홀을 촬영하기 위한 행성의 노력 '

블랙홀은 행성과 인간과 비교할 때 거대한 구조입니다. 그러나 우리에게 크게 보이는 것은 은하계 규모로 보면 아주 작습니다. 따라서 블랙홀의 사건 지평선을 촬영하는 것은 복잡합니다.

이 아티스트

이 작가의 인상은 강착 원반으로 둘러싸인 빠르게 회전하는 초거대질량 블랙홀을 묘사합니다. 회전하는 물질로 이루어진 이 얇은 원반은 블랙홀의 조석력에 의해 찢어진 태양과 같은 별의 잔해로 구성되어 있습니다. 충돌하는 파편의 충격과 강착에서 생성된 열로 인해 초신성 폭발과 유사한 빛의 폭발이 발생했습니다.(이미지 제공: ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser / N. Bartmann)

'EHT 목표 중 하나는 우리 태양계 크기의 약 10%입니다.'라고 암스테르담 대학의 천체 물리학자인 Sera Markoff가 패널에서 말했습니다. 우리은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀 궁수자리 A* Doeleman은 , 수성 궤도의 크기와 비슷하다고 덧붙였습니다.

Markoff에 따르면 우주선이 궁수자리 A*보다 약 500억 배 더 큰 은하수에서 천문학자들을 끌어낼 수 있다면 은하계에 있는 수십억 개의 다른 별과 행성들 사이에서 이 블랙홀을 발견하는 것은 상당히 까다로울 것입니다.

우리은하의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀을 관찰하거나 프로젝트의 또 다른 목표(초거성 타원은하 Messier 87의 중심에 있는 초대질량 블랙홀)를 보기 위해 EHT 팀은 지구를 가상 망원경으로 바꿔야 했습니다. 플랫폼. 망원경의 이미지 분해 능력은 접시의 크기에 국한되어 있고, 팀은 전 세계에 걸쳐 다양한 도구를 사용하여 접시를 효과적으로 분해하고 조각을 전 세계에 흩어져 하나의 큰 우주 눈을 만들기 때문입니다.

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은하수와 오로라 오스트랄리스(Southern Lights)가 비추는 남극 망원경. Event Horizon 망원경의 실시간 스트리밍 발표 보기

은하수와 오로라 오스트랄리스(Southern Lights)가 비추는 남극 망원경. 2019년 4월 10일 오전 9시(동부 표준시) 이벤트 호라이즌 망원경의 첫 번째 결과에 대한 실시간 스트리밍 발표를 시청하세요. 여기 .(이미지 크레디트: Daniel Michalik/남극 망원경)

EHT의 2017년 관측에 참여한 전파망원경 관측소는 칠레의 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), 칠레의 APEX(Atacama Pathfinder Experiment), 스페인의 IRAM 30m(Institut de RadioAstronomie Millimétrique), 멕시코의 LMT(대형 밀리미터 망원경), 애리조나의 SMT(서브밀리미터 망원경), 하와이의 JCMT(제임스 클러크 맥스웰 망원경), 하와이의 SMA(서브밀리미터 어레이), 남극의 SPT(남극 망원경).

X선 및 감마선 대역에서도 조정된 관찰이 이루어졌습니다.

궁수자리 A*는 휴면 상태이므로 근처에 있는 별과 가스를 많이 소비하지 않고 방사선을 방출합니다. 활성 블랙홀은 Messier 87 내부에 숨어 있습니다. 인근의 초대질량 블랙홀과 더 멀리 휘젓고 있는 블랙홀을 보려면 망원경이 '전파에서 감마선에 이르는 전자기 스펙트럼의 전체 범위'를 관찰해야 한다고 Markoff는 말했습니다.

NASA 및 TerraMetrics의 데이터로 GoogleMaps에 매핑된 Event Horizon Telescope 네트워크. Event Horizon 망원경의 실시간 스트리밍 발표 보기

NASA 및 TerraMetrics의 데이터로 GoogleMaps에 매핑된 Event Horizon Telescope 네트워크. 2019년 4월 10일 오전 9시(동부 표준시) 이벤트 호라이즌 망원경의 첫 번째 결과에 대한 실시간 스트리밍 발표를 시청하세요. 여기 .(이미지 크레디트: 이벤트 호라이즌 망원경)

아인슈타인이 100% 맞았습니까?

애리조나 대학의 천문학자이자 물리학자인 Psaltis에 따르면 프로젝트의 핵심에서 200명의 과학자가 두 가지 질문에 답하기를 원한다고 합니다. 첫 번째는 단순히 블랙홀을 촬영할 수 있는지 여부입니다. 그러나 그들이 묻는 두 번째로 중요한 것은 블랙홀이 어떻게 행동하는지에 대해 아인슈타인이 100% 옳았는지 여부입니다.

'아인슈타인은 100년 전에 그 [블랙홀] 그림자의 크기와 모양이 정확히 어떠해야 하는지를 우리에게 말했습니다. 우리가 그 그림자를 가로질러 자를 놓을 수 있다면 우리는 블랙홀 경계에 대한 아인슈타인의 이론을 시험할 수 있을 것이라고 Doeleman은 말했습니다.

팀은 또한 다양한 상황에서 블랙홀을 설명하는 모델을 만들고자 했습니다. 이 모델은 EHT 관측과 비교될 것입니다.

이 인포그래픽은 블랙홀과 그 주변의 강착 디스크에서 나오는 유출(밝은 빨간색)의 시뮬레이션을 이벤트 지평선의 세 가지 잠재적인 모양의 시뮬레이션된 이미지와 함께 보여줍니다.

이 인포그래픽은 블랙홀과 그 주변의 강착 원반에서 나오는 유출(밝은 빨간색)의 시뮬레이션을 이벤트 지평선 그림자의 세 가지 잠재적인 모양에 대한 시뮬레이션된 이미지와 함께 보여줍니다.(이미지 제공: ESO/N. Bartmann/A. Broderick/C.K. Chan/D. Psaltis/F. Ozel)

SXSW에서 설명한 작업에서 팀은 좋아하는 비디오 게임 콘솔이나 컴퓨터에 사용되는 것과 같은 그래픽 처리 장치(GPU)를 사용하여 블랙홀 환경의 모든 가상 다양성을 모델링했습니다. 그들은 가능성을 모델링하기 위해 수백 기가바이트의 3D 볼륨 데이터를 생성했습니다. Psaltis는 광자, 플라즈마, 가스 및 자기장이 모두 블랙홀의 예측에 설명되어 있다고 말했습니다.

일단 그들이 하나를 얻으면, 팀은 블랙홀의 그림자 이미지를 GPU가 처리하는 다양한 시나리오와 비교하여 현재의 물리학에 대한 이해를 기반으로 블랙홀이 어떻게 행동하는지에 대한 가장 현실적인 시뮬레이션을 만들 수 있습니다.

'블랙홀 이미지가 우리에게 할 수 있는 일은 인간 정신의 위대한 성취 중 하나인 가장 극단적이고 가장 이상한 일반 상대성 이론의 예측을 결합하는 것입니다. 하버드 대학의 교수인 Galison은 패널에서 '가장 진보된 통계와 새로운 이미징 기술과 행성 규모의 협업을 통해 가장 진보된 전자 장치를 사용합니다.'라고 말했습니다. '새로운 종류의 필름, 새로운 종류의 렌즈로 새 카메라를 만들고 다른 카메라와 결합하는 것과 같습니다. 그리고 그것이 가능하다면, 우리가 실제로 들어가서 수평선 가까이에서 볼 수 있다면 .'

Galison은 블랙홀의 첫 번째 사진이 의심의 여지 없이(말장난의 의도) 이 거대하고 강력하고 파악하기 어려운 구조가 존재한다는 것을 증명할 것이라고 덧붙였습니다.

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