천문학

M87 블랙홀 이미지의 방향을 선택한 이유는 무엇입니까?

M87 블랙홀 이미지의 방향을 선택한 이유는 무엇입니까?


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이제 우리는 모두 M87의 블랙홀 공식 이미지에 익숙합니다.

자, 내가 아는 한 우주에는 위아래도없고 왼쪽과 오른쪽도 없습니다. 모두 상대적입니다. 따라서 내 질문 : 왜 이미지의 특정 각도가 해제됩니까? 예를 들어 아래와 같이 대신 이미지를 릴리스하지 않는 이유는 무엇입니까? 원본 이미지에서 선택한 참조 지점은 무엇입니까? 특별한 의미가 있습니까?


북쪽은 상단이고 동쪽은 왼쪽입니다. 나는 그것이 천체 좌표의 표준 이미지라고 생각합니다.

이미지를 M87 제트와 같은 대규모 기능과 비교할 수 있도록 표준화하는 것이 중요합니다.


과학자들은 블랙홀의 새로운 이미지에서 소용돌이 치는 자기장을 포착합니다

2019 년에 최초로 블랙홀의 직접적인 이미지는 흐릿한 주황색 계시였습니다. 이제 동일한 연구팀이 초 거대 블랙홀 자기장의 소용돌이 치는 호를 렌더링하는 이미지의 업데이트를 생성했다고 Daniel Clery는 다음과 같이보고합니다. 과학.

300 명 이상의 연구팀이 발표 한 이벤트 호라이즌 망원경 협력팀이 공개 한 사진은 첫 번째 이미지의 빛을 편광시켜 블랙홀의 어두운 중심에서 나오는 나선형 자기 선을 공개했습니다.

M87 블랙홀의 자기장의 구조를 밝히는 것은 천체 진공이 물질을 빨아들이는 방법과 수천 광년에 걸쳐 강력한 플라즈마 제트를 우주로 발사하는 방법을 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 Maria Temming은보고합니다. 과학 뉴스.

이제 우리는 자기장이 블랙홀 주변에서 어떻게 작용하는지, 그리고이 매우 조밀 한 공간의 활동이 은하계 너머까지 확장되는 강력한 제트를 어떻게 구동 할 수 있는지 이해하기위한 다음 중요한 증거를보고 있습니다. '라고 Monika Mo는 말합니다. 347cibrodzka, 네덜란드 Radboud Universiteit의 천체 물리학 자이자 새로운 연구를 뒷받침하는 작업 그룹의 코디네이터가 성명서에서.

이미지를 편광하는 데 필요한 데이터를 얻는 것은 M87 은하의 중심에 고정 된 블랙홀의 초기 이미지를 캡처하는 데 사용 된 8 개의 관측소에 새 렌즈 필터를 두드리는 것만 큼 간단하지 않았습니다. 편광을 추가하려면 2019 년 이미지를 만드는 데 사용 된 데이터 모음에서 새로운 가닥을 추출하고 분석하는 데 수년이 걸렸습니다.

이미지 자체와 함께 Event Horizon Telescope (EHT) 공동 작업은 오늘 저널의 그림을 뒷받침하는 방법론 및 발견 사항을 자세히 설명하는 한 쌍의 논문을 발표했습니다. 천체 물리학 저널 편지.

하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 천체 물리학 자이자 공동 연구 중 하나 인 Maciek Wielgus는 "분석에 대한 확신을 얻기 위해 데이터를 보정하고 편광 이미지를 재구성하는 데 5 가지의 고유 한 방법을 사용했습니다."라고 말합니다. 저자, 성명서.

과학 뉴스, 이미지 편광의 중요성은 편광이 광파의 방향을 측정하여 수직, 수평 또는 대각선으로 진동하는지 여부를 나타냅니다. 자기장에 대한 편광의 중요성은 자기장이 빛의 방향을 변경하여 편광이 통과하는 모든 자기장의 구조에 대한 일종의 로드맵 역할을 할 수 있다는 것입니다.

성명서에서 연구 배후의 작업 그룹을 조정하는데도 도움을 준 스페인 Val & # 232ncia 대학의 천문학 자 Iv & # 225n Mart & # 237-Vidal은 편광으로 블랙홀을 비추는 것이 블랙홀에 대한 귀중한 정보를 제공한다고 말합니다. 연구자들이 2019 년에 처음 생성 된 이미지를 더 잘 이해할 수 있도록하는 # 8217s 물리학. 특히 연구자들은 편광 된 이미지가 블랙홀에 의해 생성 된 강력한 플라즈마 제트의 기원을 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.

우리는 수십 년 동안 제트기가 초 거대 블랙홀에 부착되어 어떤 의미에서 동력을 공급받으며 흡입 가스와 유출되는 플라즈마는 고도로 자화된다는 사실을 수십 년 동안 알고있었습니다. 그러나 정확한 세부 사항에는 많은 불확실성이있었습니다. & # 8217 # 8221 메릴랜드 대학의 천체 물리학자인 Eileen Meyer는이 연구에 참여하지 않았습니다. 과학 뉴스. [블랙홀의] 사건 지평선 근처에있는 플라즈마의 자기장 구조는 완전히 새로운 정보입니다. & # 8221

이 이미지는이 초 거대 블랙홀의 자기장이 잘 정렬되어 있음을 보여줍니다. 네덜란드 Radboud 대학의 천문학 자 Sara Issaoun은 Leah Crane에게 다음과 같이 말했습니다. 새로운 과학자. 정렬 된 자기장 만이 제트기를 발사 할 수 있기 때문에 이것은 정말 중요합니다. 스크램블 된 자기장은 그렇게 할 수 없습니다. & # 8221 Issaoun은 말합니다. 새로운 과학자.

에 따르면 과학, M87 블랙홀은 은하계에서 5,000 광년 떨어진 제트를 가지고 있으며, 블랙홀의 자기장의 구조는 자기가 제트를 향해 물질을 퍼널 링하는 데 역할을 할 수 있음을 시사하여 어떻게 든 중력 흡입력을 압도합니다. 블랙홀은 태양 질량의 65 억 배입니다.


블랙홀은 어떻게 형성됩니까?

블랙홀은 물질이 너무 작은 부피로 압축되어 빛조차도 빠져 나가기에는 중력이 너무 강해지면 형성됩니다. 이것은 우리 은하의 어느 곳에서나 항성 질량 블랙홀을 너무 작아서 지구에 묶인 망원경으로 볼 수 없게 만듭니다.

그러나 자연은 두 번째 블랙홀 개체군을 만드는 데 적합하다고 생각했습니다. 이것들은 태양 질량의 최대 500 억 배에 달하는 질량을 가진 "초 거대"행성으로, 그 중 하나는 거의 모든 은하의 중심부에 숨어 있습니다.

그러나 매우 멀리 떨어져 있기 때문에이 거대 괴수들은 우리 동네의 항성 질량 블랙홀만큼 상상하기가 어렵습니다. 두 가지 경우를 제외하고는 27,000 광년 거리에있는 궁수 자리 A *와 5,600 만 광년 거리에있는 M87에있는 더 거대한 70 억 개의 태양 질량 사촌입니다. “이것이 그들이 EHT의 표적으로 선택된 이유입니다.”라고 Özel은 말합니다.

빛의 스펙트럼에서 어디를보아야하는지도 문제가 있습니다. 블랙홀의 부착 원반에서 뻗어나가는 강렬한 자기장에서 나선 고 에너지 전자는 전파를 생성하여 은하 중심을 덮고있는 먼지를 쉽게 통과하여 지구에 도달 할 수 있다는 장점이 있습니다.

Özel은 과열 된 부착 디스크로 둘러싸인 블랙홀의 난류 환경이 다른 파장에서 어떻게 보이는지 시뮬레이션하는 전문가입니다. Özel은“최적의 파장은 1.3mm로 밝혀졌습니다. “접착 원반을 통해 구멍까지 볼 수있을뿐만 아니라 우리 은하와 지구 대기는이 파장의 전파에 투명합니다.”

이 파장이 사용 되었음에도 불구하고 대기 중의 수증기는 여전히 일부 귀중한 전파를 흡수 할 수 있습니다. 이러한 이유로 EHT의 천문학 자들은 칠레, 하와이, 그린란드와 같이 멀리 떨어진 곳에 위치한 모든 망원경에서 건조 함을 극대화하는 관측을 위해 일년 중 시간을 선택했습니다. “최적의 시간은 3 월 말부터 4 월 말까지입니다.”라고 Özel은 말합니다.

2017 년 4 월, EHT는 2018 년 8 개 사이트에서 망원경으로 관찰했으며 그린란드의 접시가 추가되어 총 9 개로 늘어났습니다. 이제 애리조나의 Kitt Peak National Observatory에 라디오 접시를 추가하면 10 개가 있지만 2017 년에 관측 한 결과 Sagittarius A * 및 M87의 이미지가 생성되었습니다.

각 관찰 실행에서 각 사이트의 데이터는 하드 드라이브에 기록됩니다. 고고도 망원경 현장의 저압으로 인해 일반 드라이브가 오작동하여 우주 프로그램을 위해 개발 된 특수 드라이브로 교체해야했습니다.

2017 년에는 각각 6 ~ 7TB 용량의 총 960 개의 드라이브 (1 ~ 2 억 장의 사진을 저장할 수 있음)가 무려 5 페타 바이트의 데이터를 기록했습니다. 함께 무게가 0.5 톤 이상인이 디스크는 독일의 매사추세츠와 본으로 날아 갔으며, 여기서 각 사이트의 신호는 "상관기"로 알려진 특수 제작 된 슈퍼 컴퓨터에 결합되었습니다.

왼쪽 : 블랙홀 이미지 데이터의 하드 드라이브 스택이있는 MIT 컴퓨터 과학자 Katie Bouman.

오른쪽 : MIT 컴퓨터 과학자 마가렛 해밀턴 (Margaret Hamilton)

(이미지 크레딧 @floragraham) #EHTblackhole #BlackHoleDay #BlackHole pic.twitter.com/Iv5PIc8IYd

— MIT CSAIL (@MIT_CSAIL) 2019 년 4 월 10 일

EHT의 개별 접시는 지구 크기의 채워진 접시의 작은 요소로 간주 될 수 있습니다. 그러나 채워진 접시의 각 요소에 영향을주는 전파는 자연스럽게 결합되는 초점에 반사되지만 EHT의 "요소"에서는 발생하지 않습니다. 이 프로세스는 컴퓨터에서 신호를 재생하고 초점에서 신호 사이에 자연스럽게 발생했을 시간 지연을 정확하게 재현하여 모방해야합니다.

신호를 완벽하게 동기화하는 것은 각 접시에서 매우 안정적인 원자 시계의 시계 신호와 함께 기록되기 때문에 가능합니다. 그러나 다른 대기 조건과 같은 요인으로 인한 지연을 보상해야하기 때문에 신호를 결합하는 데는 여전히 시간이 많이 걸립니다. 이것이 데이터를 분석하는 데 너무 오래 걸린 이유입니다.

이 엄청난 컴퓨팅의 위업조차도 여전히 작업의 절반에 불과합니다. 실제로 어떤 물질 분포가 관찰 된 전파 패턴을 유발했는지 확인하는 것이 여전히 필요합니다. Özel은 "상황을 이해하려면 광범위한 범위에서 무슨 일이 일어나고 있는지 파악해야합니다."라고 말합니다.

놀라운 점은 Özel과 같은 물리학 자들이 매우 성공적이었고 M87의 블랙홀 이미지가 예상했던 것과 매우 비슷하다는 것입니다. 그러나 이것이 물리학 자들 사이에서 축하의 원인이기는하지만 평신도들은 이전에 블랙홀을 본 적이 있다고 생각하면서 당황 할 가능성이 높습니다.

"우리는 우리 자신의 성공의 희생자입니다!" Özel을 인정합니다. “물리학 자의 예측에 근거한 블랙홀에 대한 예술가의 인상과 영화 시뮬레이션은 옳은 것으로 판명되었습니다. 그러나 그 구멍은 가짜였습니다. 이제 차이점은 우리가 진짜를보고 있다는 것입니다.”


블랙홀의 모습이 얼굴에서 (M87 & # x27s 유명한 블랙홀이 그렇듯이) 측면에서 (Interstellar & # x27s 블랙홀)으로 어떻게 변하는 지 보여주는이 GIF에 약간 혼란스러워하는 것 같습니다.

Interstellar's 블랙홀 묘사의 정확성에 대한 토론이 좋습니다. 그러나 나는 영화의 줄거리에 대한 논의가 여기서 정말로 관련이 있다고 생각하지 않습니다.

나는 우주에 있고 PC를 가진 사람이라면 누구나 spaceengine.org에서 우주 엔진을 다운로드하는 것을 추천합니다. 무료이며 절대적으로 놀라운 리소스입니다.

나는 실제로 블랙홀에서 중력 렌즈를 사용하는 것에 대해 조금 일찍 직접 만들었습니다. https://gfycat.com/blankflusteredconey

편집 : 여기에 이벤트 지평선의 표면으로가는 영상과 렌즈가 전체 화면을 차지하는 영상이 있습니다 .https : //gfycat.com/dirtyreadylamb

지구에서 M87 블랙홀로 여행하는 모습입니다 : https://gfycat.com/AmpleAssuredFallowdeer

블랙홀까지 줌인 만했다면 내부에 무엇이 있는지 알고 있었을 것입니다!

우주에 관심이있는 사람이라면 누구나 시도해 볼 필요가 있기 때문에이 댓글은 플래티넘입니다.

관측 가능한 전체 우주를 1 : 1 비율로 표시하는 Google 어스와 같습니다.

또한 게임 내 음악을 비활성화하고 대신 백그라운드에서 재생하는 것이 좋습니다.

그것은 굉장하고, 무슨 일이 일어나고 있는지 더 명확하게 보여줍니다.

그거 굉장하네요. 꼭 확인 해봐야 겠네요!
힘내 친구 야!

충고 감사합니다. 방금 거기에서 지난 3 시간을 보냈습니다. :)

나는 너희들에 대해 모르지만 그 안에서 블랙홀에 접근하는 것은 매우 소름 끼치는 일이다. 주변의 모든 것을 왜곡하면서 얼굴에서 갑자기 폭발하는 작은 검은 점에 대해 뭔가 불안한 것이 있습니다. 빛의 1-2 배 속도로 접근 해보십시오 (내가 사용한 속도를 기억하지 마십시오). 미친 듯이 오싹합니다.

이유는 모르겠지만 영장류의 뇌는 블랙홀을 절대 좋아하지 않습니다. 그것에 대한 진화적인 이유가 없습니다. 블랙홀을 피하는 것은 우리 조상들이해야 할 일이었습니다. 그러나 저는 잘 시뮬레이션 된 블랙홀을 보는 것을 절대 좋아하지 않습니다.

면책 조항 : 꽤 무섭고 불안합니다. 빛이 마음에 들지 않습니다. 처음 사용했을 때 우주의 거대한 규모와 우리가 얼마나 작은지를 보았을 때 작은 실존 적 위기가 생겼습니다. Reddit에 대해 동일한 일이 발생하는 여러 보고서가 있습니다. 사용시주의를 기울이고, 이와 같은 내용을 두려워하지 않는 경우에만 사용하세요. 때때로 무지는 행복합니다. 이 소프트웨어가 놀라운 소프트웨어라는 사실을 부인할 수 없으며이를 개발 한 친구에게 찬사를 보냅니다.


글타래 (쓰레드) : M87 Black Hole is blurry

M87의 편광 사진은 훌륭합니다. 어떤 부분은 왜 그렇게 흐릿하고 다른 부분은 그렇지 않은지 짐작할 수 있습니까?

블랙홀은 블랙홀입니다. 밝은 부분은 아마도 이벤트 지평선에 떨어지는 분류 된 과열 쓰레기 일 것입니다. 특유의 밝은 선은 처리 과정의 아티팩트 일 수 있습니다. 다른 사람들은 더 많이 알 수 있습니다.

고마워요 좋은 이미지 네요

흐릿한 영역에는 편광이 없기 때문에 선이 없습니다. 원본보기 천체 물리학 저널 여기에 기사.

블랙홀은 블랙홀입니다. 밝은 부분은 아마도 사건의 지평선으로 떨어지는 다양한 과열된 쓰레기일 것입니다. 특유의 밝은 선은 처리 과정의 아티팩트 일 수 있습니다. 다른 사람들은 더 많이 알 수 있습니다.

고마워요 좋은 이미지 네요

그게 요점입니다. 열이 빠져 나갈 방법이 없습니다. 블랙홀에 떨어지는 물질은 냉각되지 않습니다. 그 열 에너지는 블랙홀의 질량 에너지에 추가되고 사건의 지평선을 더 크게 만듭니다.

그게 요점입니다. 열이 빠져 나갈 방법이 없습니다. 블랙홀에 떨어지는 물질은 냉각되지 않습니다. 그 열 에너지는 블랙홀의 질량 에너지에 추가되고 사건의 지평선을 더 크게 만듭니다.

열은 블랙홀 내부에서 방출 될 수 없습니다. 이벤트 지평선 아래에서 방출되는 광자는 우주 공간이 아닌 특이점에 도달하기 때문입니다. 일반적으로 블랙홀은 항상 열 복사를 흡수하고 방출하지 않기 때문에 온도가 0이됩니다.
그러나 우리가 양자 역학을 도입 할 때 우리는 사건의 지평선에서 생성되는 호킹 방사선을 얻습니다. 열 스펙트럼에서 광자를 방출하기 때문에 이벤트 지평선에 효과적인 온도를 제공합니다. 블랙홀이 작을수록 유효 온도가 커집니다. 매우 작은 블랙홀은 실제로 매우 뜨겁지 만 항성 질량 블랙홀은 우주 마이크로파 배경보다 차갑습니다.

이 사진과 관련된 또 다른 몇 가지 질문입니다. 블랙홀에 대한 우리의 관점은 무엇입니까? 블랙홀의 중심 축을 위 (또는 아래)에서 바라 보는 것처럼 보입니다. 부착 디스크가 직접 / 대부분 블랙홀의 적도 중심에 있습니까? 물질은 어떤 방향에서든 끌리는 것 같습니다.

블랙홀 내의 모든 물질이 특정 방향으로 분극화되어 있습니까? 물질에 대한 블랙홀의 작용을 제어하는 ​​것은 중력이지만 자기장이 부착 디스크와 어떻게 정렬됩니까?

우리는 약 45도에서 부착 디스크의 경사를 볼 수 있습니다. 축을 따라 아래를 내려다 보는 인상은 블랙홀 주변의 빛이 구부러져 있기 때문입니다. 이에 대한 자세한 내용은 여기에서 애니메이션과 설명을 참조하십시오.

문제 이다 모든 방향에서 끌리지 만 행성 고리와 같은 이유로 적도 평면에 정착합니다. 궤도 세차 운동은 처음에 무작위로 배향 된 궤도를 동심 적도 궤도로 변환하는 충돌과 중력 상호 작용을 초래합니다.

자기장은 에 의해 생성 된 accretion 디스크.

우리는 약 45도에서 부착 디스크의 경사를 볼 수 있습니다. 축을 따라 내려다 보는 인상은 블랙홀 주변의 빛이 구부러져 있기 때문입니다. 이에 대한 자세한 내용은 여기에서 애니메이션과 설명을 살펴보십시오.

문제 이다 모든 방향에서 끌리지 만 행성 고리와 같은 이유로 적도 평면에 정착합니다. 궤도 세차 운동은 처음에 무작위로 배향 된 궤도를 동심 적도 궤도로 변환하는 충돌과 중력 상호 작용을 초래합니다.

자기장은 에 의해 생성 된 accretion 디스크.

블랙홀은 내부 구조가 그다지 많지 않습니다. 자기장을 갖는 유일한 방법은 전기적으로 충전되고 회전하는 것입니다 (커-뉴먼 블랙홀). 그러나 전기로 충전 된 블랙홀은 반대의 전하를 가진 물질을 우선적으로 흡수하기 때문에 부착 디스크의 중앙에서 오랫동안 충전 상태를 유지하지 않습니다.

이에 대한 또 다른 방법은 이벤트 지평선 내부의 자성 물체가 이벤트 지평선 외부에 영향을 미칠 수 있다면 원칙적으로 블랙홀에서 신호를 보낼 수 있다는 점을 고려하는 것입니다.
나는 말할 수있는 일반 상대성 이론을 거의 모른다 정확히 왜 자석을 가진 우주 비행사는 이벤트 지평선을 넘어서서 다른 사람에게 외부에 자석으로 신호를 보내기 위해 주위를 흔들 수 없었지만 시간과 공간과 같은 차원에 스위치가 있다는 사실과 관련이 있습니다. 수평선을 가로 지르면 침입자는 빛보다 빠르게 그리고 특이한 특성을 가진 방향으로 외부 관찰자로부터 멀어지고 있습니다.
어쨌든 . 그 결과, 외부 관찰자에게 블랙홀에 빠진 모든 전기적으로 충전 된 물질은 이벤트 지평선과 결합 된 전기장을 남겨 둡니다. 구멍이 회전하면 전기장이 회전하여 자기장을 생성합니다. 그러나 이러한 장은 외부 세계와 분리 된 수평선 내부의 물질 행동에 대해 아무 것도 알려주지 않습니다.
그리고 현실 세계에서 블랙홀은 위에서 언급 한 이유 때문에 전하를 발생시키고 유지할 가능성이 극히 낮습니다.


역사적인 새로운 직접 이미지에서 분명하게 본 블랙홀

PurpleSkyz

역사적인 새로운 직접 이미지에서 분명하게 본 블랙홀
2021 년 3 월 28 일 발행
zmescience.com 작성


이미지 : EHT 협업
EHT (Event Horizon Telescope)를 사용하여 Messier 87 (M87) 은하의 중심에있는 초대형 블랙홀을 관찰 한 천문학 자들은 다시 한번 천문학과 우주학 분야에서 또 다른 최초의 공간을 만들어 냈습니다. 2 년 전에 공개 된 M87 & # 8217s 블랙홀의 이미지에 이어 처음으로 블랙홀이 직접 촬영 된 것은 EHT 공동 작업에서 천문학 자들이 이번에는 편광에서 동일한 블랙홀의 놀라운 이미지를 포착했습니다.
이 성과는이 블랙홀의 인상적으로 선명하고 선명한 두 번째 이미지 이상을 표시하지만 최초의 연구자들이 그러한 물체 주변의 빛의 편광을 포착 할 수 있었음을 나타냅니다.
이것은 초 거대 질량 블랙홀을 둘러싼 자기장의 세부 사항을 보여줄뿐만 아니라 우주 학자에게이 먼 은하의 중심에서 에너지 제트가 어떻게 발사되는지 설명하는 열쇠를 제공 할 수 있습니다.

EHT 편광 측정 작업 그룹의 코디네이터이자 네덜란드 Radboud 대학의 조교수 인 모니카 모시 브로 즈카와 함께 Bower는 최신판에 발표 된 혁신을 자세히 설명하는 두 논문의 저자 중 한 명입니다. 천체 물리학 저널 편지.

Messier 87 (M87)은 지구에서 약 5,500 만 광년 떨어진 거대한 타원 은하로, 처녀 자리 별자리와 EHT 팀이 촬영 한 블랙홀의 고향에서 볼 수 있습니다.
우리는 이제 자기장이 블랙홀 주변에서 어떻게 작용하는지, 그리고이 매우 조밀 한 공간의 활동이 은하계 너머까지 확장되는 강력한 제트를 어떻게 구동 할 수 있는지 이해하는 다음 중요한 증거를보고 있습니다., & # 8221은 Mościbrodzka를 말합니다.
우리는 사건의 지평선에 너무 가까운 자기장을 본 적이 없습니다., & # 8221 천문학자는 ZME Science. “우리는 이제 처음으로 자기장 선이 이벤트 지평선에 가깝게 배치되는 방식과 이러한 자기장이 얼마나 강한 지에 대한 정보를 얻었습니다. 이 모든 정보는 새로운 것입니다.”

M87의 심장 속으로

2019 년 4 월 10 일에 블랙홀의 첫 번째 이미지가 공개 된 것은 과학에서 이정표를 세웠으며 그 이후로 그 이미지를 만든 팀은 M87 & # 8217s 블랙홀을 더 깊이 파고 들기 위해 열심히 노력했습니다. 이 두 번째 이미지는이 퀘스트의 정점입니다. 편광을 관찰하면 이전 이미지의 정보와 블랙홀의 물리학을 더 잘 이해할 수 있습니다.

이미지 : EHT 협업
빛은 진폭과 방향의 진동 또는 편광을 갖는 전자기파입니다., & # 8221은 Mościbrodzka를 설명합니다. & # 8220EHT를 통해 우리는 링을 둘러싼 M87 & # 8217s의 빛이 편광되어 파동이 선호되는 방향을 가짐을 의미합니다..”
이 편광은이 블랙홀 근처에서 생성되는 싱크로트론 복사의 특성입니다. 편광은 빛이 필터를 통과 할 때 발생합니다. 편광 선글라스가 빛을 차단하여 더 선명한 시야를 제공하므로이 사진의 빛의 편광은 M87 & # 8217s 블랙홀의 더 선명한 시야를 설명합니다. 블랙홀 자체에 대한 정보.

5 천 5 백만 광년 거리에서 이러한 편광 이미지를 캡처하는 것은 결코 쉬운 일이 아니며, EHT를 구성하는 전 세계 8 개의 연결된 망원경으로 만 가능합니다. 아타 카마 라지 밀리미터 / 서브 밀리미터 어레이 (ALMA)의 66 개 안테나를 포함하는이 망원경은 달에있는 명함을 읽는 것과 동일한 해상도로 지구 자체만큼 큰 가상 망원경을 구성합니다.

이 이미지는 EHT에 대한 ALMA 및 APEX의 기여도를 보여줍니다. 왼쪽 이미지는 Event Horizon Telescope의 전체 배열 (ALMA 및 APEX 포함)을 사용하여 블랙홀 이미지를 재구성 한 것을 보여줍니다. 오른쪽 이미지는 ALMA 및 APEX의 데이터없이 재구성 된 모습을 보여줍니다. 그 차이는 ALMA와 APEX가 관찰에서 중요한 역할을 한 것을 분명히 보여줍니다. (EHT 협업)
우리 행성만큼 효과적으로 큰 가상 망원경으로서 EHT는 다른 망원경이 가지고 있지 않은 분해능을 가지고 있습니다., & # 8221은 Mościbrodzka를 말합니다. & # 8220EHT는 인간에게 알려진 것의 가장자리, 공간과 시간의 가장자리를 관찰하고 있습니다. 그리고 두 번째로이 블랙홀의 이미지를 대중에게 공개 할 수있었습니다.
위의 비교에서 알 수 있듯이이 이미지는 아타 카마 패스 파인더 실험 (APEX)에서 제공 한 데이터로 보정하여 선명도가 크게 향상되었습니다.
물론, 이러한 자기장은 주변에있는 블랙홀의 선명한 이미지를 우리에게 제공하는 것 이상의 역할을합니다. 또한 M87 & # 8217의 가장 신비한 기능 중 하나를 포함하여 블랙홀을 강력하고 매혹적인 이벤트로 만드는 많은 물리적 프로세스를 제어합니다.

자기장이 블랙홀을 돕는 방법 ‘Feed’

M87 은하 (지구에서 8 억 1,155 만 광년)는 중심부에서 폭발하여 5000 광년에 걸쳐 펼쳐지는 강력한 천체 물리학 적 제트로 유명합니다. 연구원들은 이러한 제트가 블랙홀 가장자리에있는 물질의 일부가 소비에서 벗어날 때 발생한다고 믿습니다.
다른 물질이 중앙 블랙홀의 표면으로 떨어지고 중앙 특이점으로 사라지는 동안이 탈출 물질은이 놀라운 제트로 우주로 발사됩니다.

이 예술가의 인상은 거대한 타원 은하 Messier 87 (M87)의 중심부에있는 블랙홀을 묘사합니다. 이 블랙홀은 Event Horizon Telescope에 의해 패러다임 전환 관측의 대상으로 선택되었습니다. M87 & # 8217s 블랙홀에 의해 발사 된 상대 론적 제트와 마찬가지로 블랙홀을 둘러싼 과열 된 물질이 표시됩니다. (ESO / M. Kornmesser)
이것이 그럴듯한 설명이기는하지만, 그 과정에 대해 여전히 많은 의문이 남아 있습니다. 즉, 태양계보다 크지 않은 영역이 그것을 둘러싼 은하 전체보다 길이가 더 긴 제트를 만드는 방법에 대해 여전히 많은 질문이 남아 있습니다.
이 내부 영역을 엿볼 수있는 M87 & # 8217s 블랙홀 주변의 편광 이미지는 마침내 과학자들에게 이러한 미스터리에 답할 수있는 기회를 제공합니다.
우리 행성의 자기권은 태양이 방출하는 이온화 된 입자가 지구 표면에 도달하는 것을 방지합니다. 같은 방식으로 강한 블랙홀 자기장은 물질이 블랙홀에 쌓이는 것을 막거나 늦출 수 있습니다.& # 8221 Bowers가 말한다. & # 8220이러한 강한 자기장은 블랙홀에서 멀리 떨어진 빛의 속도에 가깝게 흐르는 입자 제트를 생성하는데도 강력합니다.
그러나 중앙 블랙홀의 공급 과정을 완화함으로써 이러한 자기장은 생성되는 제트처럼 M87 자체보다 더 확장 될 수있는 영향을 미칠 수 있습니다. 그들은 은하단 전체에 영향을 미칠 수 있습니다.

이것은 M87 & # 8217s 블랙홀 주변의 자기장에 대한 더 나은 이해를 통해 연구자들에게 블랙홀의 가장자리에서 물질이 어떻게 행동하는지, 그리고 아마도 그러한 것들이 이웃 은하들과 그 진화에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해를 향상시킬 수 있음을 의미합니다.
그리고 EHT 팀이 개발 한 M87 & # 8217s 블랙홀의 이미지에서 우주 학자들이 블랙홀 가장자리에있는 물질의 상호 작용을 설명하기 위해 개발 한 다양한 모델 중에서 강하게 자화 된 가스를 특징으로하는 모델 만 설명 할 수 있음이 분명해 보입니다. 관찰 된 특징.
이제 이미지에서 볼 수있는 링의 물리적 프로세스에 대한 더 나은 아이디어를 얻었습니다.& # 8221 Mościbrodzka가 말한다. & # 8220이제 우리는 블랙홀 근처에 자기장이 얼마나 강한 지 더 정확하게 알고 있습니다. 우리는 또한 블랙홀이 물질을 삼키는 비율을 더 정확하게 알고 있습니다. 그리고 우리는 미래에 블랙홀이 어떻게 생겼는지에 대해 더 잘 알고 있습니다.

우리는 먼 길을 왔습니다. 왼쪽에는 2019 년에 출시 된 M87 블랙홀의 첫 번째 이미지가 있습니다. 오른쪽에는 훨씬 더 선명한 이미지가 있습니다. (EHT)
블랙홀 이미징의 다음 단계에 대해 Mościbrodzka와 Bowers는 모두 은하수의 중심에있는 M87 & # 8211보다 집에 더 가까운 블랙홀에 시선을 두었다는 것이 분명합니다. 집으로 가져 가면 이미징 측면에서 깨지기가 더 어려울 수 있습니다.
우리는 모두가 우리 은하의 중심에있는 블랙홀의 이미지를보고 싶어한다는 것을 알고있는 문제를 해결하기 위해 열심히 노력하고 있습니다.& # 8221은 Bowers를 말합니다. & # 8220블랙홀 주변의 가스가 너무 빨리 움직여서 사진을 찍는 데 걸리는 시간과 동일한 시간 척도로 이미지가 변경 될 수 있기 때문에 이것은 정말 까다 롭습니다. 이 문제를 처리하는 방법을 알고 있다고 생각하지만 많은 기술 혁신이 필요합니다.
EHT 협업 팀이 이미 발전시킨 점을 감안할 때, 멀지 않은 미래의 어느 시점에서이 높은 목표를 달성하는 것에 대해 베팅하는 것은 현명하지 않을 것입니다.
우리는 블랙홀 주변에서 일어나는 일을 상상하는 것에서 실제로 그것을 이미징하는 것으로갔습니다!& # 8221 Bowers는 결론을 내립니다. & # 8220가까운 장래에, 우리는 블랙홀을 도는 물질이 제트기로 분출되는 영화를 보여줄 수있을 것입니다. 이런 걸 볼 줄은 몰랐습니다.

첫 번째 블랙홀 이미지가 여기에 있습니다.

Messier 87 (M87) 중앙에있는 초대 질량 블랙홀과 그 그림자에 대한 최초의 직접적인 시각적 증거. 여기에 보이는 블랙홀의 그림자는 빛이 빠져 나갈 수없는 완전히 어두운 물체 인 블랙홀 자체의 이미지에 가장 가깝습니다. EHT의 사진 제공

과학자들은 처음으로 블랙홀의 이미지를 포착했습니다. 그리고 그것은 아마도 과학자들이 예측 한 것과 똑같이 보일 것입니다.

보스턴 대학 천문학 교수이자 역사적 이미지를 캡처 한 팀의 과학자 인 Alan Marscher는“그렇게 자주 발생하지 않습니다. “대부분의 이론은 관찰에 의해 도전을받습니다. 일부 천체 물리학 자들은 이미지를보고 실망 할 수도 있습니다. & # 8216Darn, 그것이 우리가 예측 한 것입니다 .’”

블랙홀은 전에 본 적이 없었지만, 천체 물리학 자들은 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 근거하여 이러한 우주 자석의 존재가 은하 중심에서 극도의 중력을 발휘하여 별의 소용돌이와 궤도를 설명한다고 수학적으로 확신했습니다. 행성 체와 우주 먼지.

“이것은 블랙홀이 존재한다는 것을 확인하는 것입니다.”라고 BU 천문학과 및 천체 물리학 연구소 선임 연구원 인 팀원 인 Svetlana Jorstad는 말합니다.

블랙홀은 질량이 너무 커서 중력이 모든 빛 입자를 흡수하기 때문에 지금까지 우주의 광대하고 어두운 배경에서 완전히 감지할 수 없었습니다. 그렇다면 완전히 보이지 않는 것을 어떻게 보십니까? Marscher, Jorstad 및 EHT (Event Horizon Telescope) 공동 작업으로 알려진 전 세계 200 명 이상의 다른 과학자들은 여러 망원경 위치에서 수집 된 데이터의 문자 그대로 보트로드를 분석해야했습니다. 그들의 발견과 EHT의 첫 번째 블랙홀 이미지는 천체 물리학 저널 편지 2019 년 4 월 10 일

EHT 협력자들은 전 세계의 여러 원격 위치에있는 8 개의 전파 망원경에서 데이터를 수집하여 본질적으로 행성 크기의 망원경을 만들었습니다. 이 기술을 통해 파리의 보도 카페에서 뉴욕의 신문을 읽을 수있을만큼 강력한 망원경 해상도를 얻을 수있었습니다. 텔레스코픽 네트워크의 힘은 우주의 안개를 뚫고 EHT 팀의 이름을 딴 경계, 즉 이벤트 지평선으로 알려진 경계를 확대 할 수 있으며, 그 너머에는 빛이나 다른 어떤 것도 블랙홀의 입에서 벗어날 수없는 마지막 지점이 있습니다.

M87, 지구에서 약 5,500 만 광년 떨어진 곳에 위치한 거대한 타원 은하로 처녀 자리 별자리에서 볼 수 있습니다. ESO (European Southern Observatory)의 사진 제공

지난 몇 년 동안 EHT는 두 개의 초 거대 블랙홀, 즉 은하수 중심에 위치한 궁수 자리 A *와 처녀 자리 은하계 인 메시에 87 (M87)의 중심에있는 블랙홀을 이미지화하기 위해 노력해 왔습니다. 지구에서 5,500 만 광년 떨어진 M87의 그 먼 지역은 EHT의 과학자들이 지금까지 포착 한 초대형 블랙홀과 그 주변의 유일한 직접적인 이미지를 촬영하는 데 성공했습니다.

"우리는 [M87]의 중앙에 매우 조밀 한 것이 있다는 것을 알고 있었지만 블랙홀 이미지를 만들기 전까지는 확신 할 수 없었습니다."라고 Marscher는 말합니다.

블랙홀 자체는 검은 색이지만 태양보다 몇 배나 더 밝은 빛의 고리로 둘러싸여 있습니다. 블랙홀 근처에서 소용돌이 치고 가열되는 고 에너지 입자에 의해 생성 된 빛은 어두운 중심 주변에서 구부러져 여기 지구상의 라디오 접시를 향해 마이크로파 빛으로 이동합니다. 아크 광의 중심에있는 어두운 원형 영역은 "블랙홀 그림자"라고 별명을 붙입니다.

이름에도 불구하고 초대질량 블랙홀은 상대적으로 작고 조밀한 천체이지만 엄청난 질량을 가지고 있습니다. The supermassive black hole in the center of M87, for example, has a mass estimated at six billion times the sun but a size that is only about as big as our solar system.

Locations of some of the telescopes making up the EHT, as well as the long baselines between the telescopes. Photo courtesy of ESO/L. Calçada

Seeing the ring of light and the black hole shadow is only possible with a technique called “very long baseline interferometry,” or VLBI , which combines signals from cosmic objects taken by high-precision radio dishes scattered around the Earth. Marscher and Jorstad’s research group at BU has been using VLBI and other techniques to investigate whether or not blazars, the most luminous objects in the universe, are powered by supermassive black holes. Blazars are found at galaxy centers, when matter being sucked into a black hole creates jets of high-energy particles that radiate intense light.

Marscher and Jorstad were invited to join EHT by its project director Shep Doeleman of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. The two worked with about 30 other scientists at Harvard’s Black Hole Initiative Center tasked with deciding which imaging techniques EHT should use to make high-quality pictures of the supermassive black hole.

Both Marscher and Jorstad plan to continue working on EHT data, with hopes of imaging the region farther from the black hole, where the jets of high-energy particles originate. Another goal, Jorstad explains, is to use the existing EHT data to see the structure of the magnetic field near M87’s supermassive black hole.

They, and the rest of the EHT collaboration, also hope to produce the first image of Sagittarius A*, the supermassive black hole swirling at the center of our own Milky Way galaxy, a hidden monster just 26,000 light-years from home.

Video courtesy of the National Science Foundation

Key funding for the EHT collaboration was provided by the US National Science Foundation (NSF), the EU’s European Research Council (ERC), and funding agencies in East Asia.


답변 및 답변


You do realise that it is not a photograph ? So lens flare isn't an issue

This is an image generated from the data collected by radio telescopes
Those brightest areas from around 3 o'clock to around 9 o'clock, aka the lower half
are where the radio signal is the strongest. It is radio signal output from the accretion disk that surrounds the black hole.

Those fainter areas at 11 and 4 o'clock are quite possibly hints of jets of material coming out of the accretion disk. M87 has been well known for its huge jet of material that is visible at optical and radio wavelengths for many years .

230 GHz, very short wave microwave radio signal,
but still much longer than Infra Red radiation


You do realise that it is not a photograph ? So lens flare isn't an issue

This is an image generated from the data collected by radio telescopes
Those brightest areas from around 3 o'clock to around 9 o'clock, aka the lower half
are where the radio signal is the strongest. It is radio signal output from the accretion disk that surrounds the black hole.

Those fainter areas at 11 and 4 o'clock are quite possibly hints of jets of material coming out of the accretion disk. M87 has been well known for its huge jet of material that is visible at optical and radio wavelengths for many years .

1.3 mm wavelength equals a frequency of

230 GHz, very short wave microwave radio signal,
but still much longer than Infra Red radiation

Hi. I should have made my question more clear.
The “lobes” I’m referring to (for lack of a better term) are quite faint but not ‘zero data’.
The lobes at four and eleven o’clock are actually the brighter lobes (you referred to them as “those fainter areas”). The ones at three and nine are the smaller and dimmer lobes.
The lobes I’m referring to are not that bright ring nor the brightest sections of that ring. They are quite faint but definitely visible in the published image. (incidentally that main ring in the image isn’t the accretion disk, nor the event horizon, just in case anyone didn’t catch that fact)

The main plasma jets are at a wide enough angle that they wouldn’t be expected to interfere with this data. (Plus I don’t think they would be visible in this view with the techniques used. )

So back to those lobes. interesting in intensity, location, and how to explain. maybe a preview glimpse of a future meal!?

Also did anyone hear if there are more images than this one or any more from this dataset on the way? (I know they implied there will be more observations plus SagA*)


Astronomers image magnetic fields at the edge of M87's black hole

An international team of astronomers, including University of Massachusetts Amherst professors Gopal Narayanan and Peter Schloerb, has just revealed a new view of the massive black hole at the center of a galaxy located 55 million light-years away, known as the M87 galaxy. This new image, captured by the Event Horizon Telescope (EHT) collaboration, shows how M87 looks in polarized light, and is published today in two papers appearing in 천체 물리학 저널 (links here and here). It is the first time astronomers have been able to measure polarization, a signature of magnetic fields, this close to the edge of a black hole. The observations are key to explaining how the M87 galaxy is able to launch energetic jets from its core.

“There is a super-massive black hole at the center of almost every galaxy,” Narayanan explains. These black holes power the galactic nuclei, which often launches high energy jets from the central parts of the galaxy. Understanding the physics connecting super-massive black holes and galactic jets has been difficult. That is where light polarization comes in.

Polarised view of the black hole in M87. The lines mark the orientation of polarisation, which is related to the magnetic field around the shadow of the black hole. Credit: © EHT Collaboration

Light becomes polarized when it goes through certain filters, like the lenses of polarized sunglasses, or when it is emitted in hot regions of space that are magnetized. In the same way polarized sunglasses help us see better by reducing reflections and glare from bright surfaces, astronomers can sharpen their vision of the region around the black hole by looking at how the light originating from there is polarized. Specifically, polarization allows astronomers to map the magnetic field lines present at the inner edge of the black hole. “Magnetic fields and jets have previously been mapped,” says Narayanan, “but at lower resolution. Now we can zoom in to the energetic launching regions of these jets with incredible resolution and map the jets in a way that has never been done before.”

“We are now seeing the next crucial piece of evidence to understand how magnetic fields behave around black holes, and how activity in this very compact region of space can drive powerful jets that extend far beyond the galaxy,” says Monika Mościbrodzka, coordinator of the EHT Polarimetry Working Group and assistant professor at Radboud Universiteit in the Netherlands.

Astronomers have relied on different models of how matter behaves near the black hole to better understand this process. But they still don’t know exactly how jets larger than the galaxy are launched from its central region, nor how exactly matter falls into the black hole. With the new EHT image of the black hole and its shadow in polarized light, astronomers managed for the first time to look into the region just outside the black hole where the interplay between matter flowing in and being ejected out happens. “What’s particularly notable about this observation,” says Schloerb, “is that by measuring polarization you’re really getting at the properties of the magnetic field, which is so important because it helps us understand the basic physics of how galaxies evolve.”

To observe the heart of the M87 galaxy, the collaboration linked eight telescopes around the world, including the Large Millimeter Telescope (LMT), jointly operated by UMass and the country of Mexico, and the largest of its kind. Narayanan, who leads UMass’s EHT team, built the radio-astronomical receiver for the LMT that helped to gather the data on the M87’s black hole. The impressive resolution obtained with the EHT is equivalent to that needed to measure the length of a credit card on the surface of the Moon.

This setup allowed the team to directly observe the black hole shadow and the ring of light around it, with the new polarized-light image clearly showing that the ring is magnetized. The results are published today in two separate papers in The Astrophysical Journal Letters by the EHT collaboration. The research involved over 300 researchers from multiple organizations and universities worldwide.

“Unveiling this new polarized-light image required years of work due to the complex techniques involved in obtaining and analyzing the data,” says Iván Martí-Vidal, coordinator of the EHT Polarimetry Working Group and GenT Distinguished Researcher at the Universitat de València, Spain.

“The thing I’m most fascinated about is the follow-up,” says Narayanan. “We have even more sensitive receivers now, and with more sensitive instruments we can pull out more details in the magnetic fields. There’s even more exciting data and analysis ahead.”


M87's black hole crescent wobbles

The early observations do not contain enough data to produce fully resolved images like the ones published in 2019, so the EHT team had to rely on statistical modeling and simple geometric models in their analysis. Nevertheless, the historical data provide an invaluable tool to understand how the accretion flow evolves with time.

"Last year we saw an image of the shadow of a black hole," says Maciek Wielgus, an astronomer at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a Black Hole Initiative Fellow, and lead author of the paper. "But those results were based only on observations performed throughout a one-week window in April 2017, which is far too short to see a lot of changes. Based on last year&rsquos results we asked the following questions: is this crescent-like morphology consistent with the archival data? Would the archival data indicate a similar size and orientation of the crescent?"

Scientists at the University of Illinois at Urbana-Champaign working under Professor of Physics and Astronomy Charles Gammie contributed to the new research by providing the numerical black hole accretion simulations that were used to explore whether the early EHT data had a high enough signal-to-noise ratio that information about the source could be obtained. Studying numerical simulations is important because they provide a physics-accurate, internally consistent model of the small-scale features and time variability that geometric models miss. Moreover, numerical simulations help connect the statistics of the variations to underlying physical processes like the onset of turbulence and the strength of magnetic fields.

From this author's perspective as a graduate student at Illinois and one of the people who produced the simulations, it's incredibly exciting to begin to see what a supermassive black hole looks like over time. So much more can be learned from a movie than an image, and the extra data will help us understand what is really going on near the hole's event horizon. We're finally able to compare theoretical models to the real world!

Being able to study the flow dynamics near the horizon can drive new tests of the theory of General Relativity and may hold the key to understanding phenomena like relativistic jet launching.

The EHT Collaboration is continuing to expand, even as its scientists are digging into the archival data. With each new telescope added to the EHT system, the image accuracy improves drastically.

EHT Project Scientist Geoffrey Bower, research scientist of the Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), notes, "Monitoring M87* with an expanded EHT array will provide new images and much richer data sets to study the turbulent dynamics. We are already working on analyzing the data from 2018 observations, obtained with an additional telescope located in Greenland. In 2021 we are planning observations with two more sites, providing extraordinary imaging quality. This is a really exciting time to study black holes!"


비디오보기: არის თუ არა იუპიტერი დედამიწის მამა? (구월 2022).


코멘트:

  1. Tora

    다른 단점이 있습니다

  2. Kagakree

    당연하지. 나와도 마찬가지였다.

  3. Archaimbaud

    아주 우연의 일치

  4. Torn

    당신이 옳지 않습니다. 확실해. 이것에 대해 논의합시다.



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