.Black Hole Paradox: Unstable X-ray Emissions Shake Foundations of Particle Acceleration Theory
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.Black Hole Paradox: Unstable X-ray Emissions Shake Foundations of Particle Acceleration Theory
블랙홀 패러독스: 불안정한 X선 방출이 입자 가속 이론의 기초를 흔들다
주제:천문학천체물리학블랙홀찬드라 엑스레이 천문대인기 있는메릴랜드 대학교 작성자: UNIVERSITY OF MARYLAND, BALTIMORE COUNTY 2023년 5월 29일 초대질량 블랙홀 아티스트의 컨셉 일러스트
Nature Astronomy 에 발표된 획기적인 연구에서 볼티모어 카운티 메릴랜드 대학의 Eileen Meyer가 이끄는 연구팀은 블랙홀 제트에서 나오는 X선 방출에 대한 일반적인 이론에 도전했습니다. 엑스레이 제트를 방출하는 초대질량 블랙홀에 대한 아티스트의 개념 삽화. 출처: NASA/JPL-Caltech
오랜 이론과 모순되는 최근 연구에 따르면 블랙홀 제트에서 나오는 X선 방출은 짧은 기간에 따라 달라지며 제트의 기원에서만 발생하는 것이 아니라 제트 전체에서 발생합니다. Chandra X-ray Observatory의 데이터를 기반으로 하는 이 연구는 이러한 제트와 잠재적으로 더 넓은 우주에서 입자 가속이 어떻게 작동하는지에 대한 재평가를 필요로 합니다. 연구원들은 비교적 최근에야 블랙홀 제트가 엑스레이를 방출한다는 사실을 발견했으며 제트가 어떻게 입자를 이 고에너지 상태로 가속시키는지는 여전히 수수께끼입니다.
Nature Astronomy 의 놀라운 새로운 발견은 하나의 주요 이론을 배제하는 것으로 보이며 입자 가속이 제트에서 작동하는 방식을 다시 상상할 수 있는 문을 열었습니다. 제트가 어떻게 X-선을 생성하는지에 대한 한 가지 주요 모델은 제트의 X-선 방출이 장기간(수백만 년)에 걸쳐 안정적으로 유지될 것으로 예상합니다. 그러나 새로운 논문은 통계적으로 상당한 수의 제트기의 X-선 방출이 불과 몇 년 동안 다양하다는 것을 발견했습니다.
"우리가 가변성에 대해 흥분한 이유 중 하나는 이 제트기에서 X선이 생성되는 방법에 대한 두 가지 주요 모델이 있고 완전히 다르다는 것입니다."라고 메릴랜드 대학의 천문학자인 수석 저자 Eileen Meyer는 설명합니다.
볼티모어 카운티. “한 모델은 매우 낮은 에너지 전자를 사용하고 다른 모델은 매우 높은 에너지 전자를 사용합니다. 그리고 그 모델 중 하나는 어떤 종류의 변동성과도 완전히 호환되지 않습니다.” 연구를 위해 저자는 가장 높은 해상도의 X선 관측소인 찬드라 X선 관측소의 보관 데이터를 분석했습니다.
연구팀은 찬드라가 여러 번 관측한 거의 모든 블랙홀 제트를 조사했으며, 이는 53개의 제트 내에서 155개의 고유한 영역에 달했습니다. 이러한 짧은 시간 척도에서 상대적으로 빈번한 변동성을 발견하는 것은 "전혀 예상되지 않았기 때문에 이러한 제트기의 맥락에서 혁명적입니다"라고 Meyer는 말합니다.
에일린 마이어 Eileen Meyer는 Nature Astronomy의 새로운 놀라운 연구의 주 저자입니다.
이 논문은 블랙홀 제트가 어떻게 엑스레이를 형성하는지에 대한 선도적인 이론을 배제한 것으로 보입니다. 블랙홀 제트는 엑스레이를 방출하는 것으로 알려져 있지만 입자를 이 고에너지 상태로 가속시키는 방법은 여전히 수수께끼입니다. 제트가 X-레이를 생성하는 방법에 대한 한 가지 모델은 제트의 X-레이 방출이 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지될 것으로 예상합니다.
그러나 새로운 논문은 통계적으로 상당한 수의 제트기의 X-선 방출이 불과 몇 년 동안 다양하다는 것을 발견했습니다. 이번 연구 결과는 입자 가속이 작동하는 방식을 재구상할 수 있는 문을 열어줍니다. Meyer는 "이 결과가 기본적으로 이 결과를 살펴보고 우리가 찾은 것과 일치하는 제트 모델을 생각해 내야 하는 이론가들에게 실질적인 요구가 되기를 바랍니다."라고 말합니다. 크레딧: Marlayna Demond/UMBC
입자 가속 재고 시간이 지남에 따라 X선 방출의 안정성을 가정하는 것 외에도 제트가 X선을 생성하는 방법에 대한 가장 간단한 이론은 입자 가속이 제트를 구동하는 블랙홀 "엔진"의 은하 중심에서 발생한다고 가정합니다. 그러나 새로운 연구는 제트의 길이에 따라 X-선 방출의 급격한 변화를 발견했습니다. 그것은 입자 가속이 블랙홀에서 제트의 기원으로부터 먼 거리에서 제트를 따라 발생하고 있음을 시사합니다.
"이것이 어떻게 작동할 수 있는지에 대한 이론이 있지만 우리가 작업해 온 많은 것들이 이제 우리의 관찰과 분명히 양립할 수 없습니다."라고 Meyer는 말합니다. 흥미롭게도, 그 결과는 또한 지구에 더 가까운 제트기가 훨씬 더 멀리 있는 제트기보다 변동성이 더 크다는 것을 암시했습니다. 후자는 너무 멀리 떨어져 있어서 그들로부터 오는 빛이 망원경에 도달할 즈음에는 마치 시간을 거슬러 올라가는 것과 같습니다. 오래된 제트기의 변동성이 적다는 것이 Meyer에게는 이치에 맞습니다. 우주 역사 초기에는 우주가 더 작았고 주변 방사선이 더 컸기 때문에 연구원들은 이것이 제트 내에서 X-선의 더 큰 안정성으로 이어질 수 있다고 믿고 있습니다. 중요한 협업 Chandra의 뛰어난 이미징 해상도에도 불구하고 데이터 세트에는 상당한 문제가 있었습니다.
Chandra는 소수의 X선 광자만으로 일부 변동성을 관찰했습니다. 그리고 주어진 제트에서 X-선 생성의 변동성은 일반적으로 수십 퍼센트 정도였습니다. 실수로 임의성을 실제 변동성으로 계산하는 것을 방지하기 위해 Meyer는 University of Toronto 및 Imperial College of London의 통계학자와 협력했습니다. Meyer는 "데이터에서 이 결과를 추출하는 것은 거의 기적과 같았습니다. 왜냐하면 관찰이 그것을 감지하도록 설계되지 않았기 때문입니다."라고 Meyer는 말합니다. 팀의 분석에 따르면 연구에 포함된 제트기의 30~100%가 짧은 시간 동안 변동성을 보였다.
"우리는 더 나은 제약 조건을 원하지만 가변성은 현저하게 0이 아닙니다."라고 그녀는 말합니다. 새로운 발견은 블랙홀 제트에서 X선 생성에 대한 주요 이론 중 하나에 중요한 구멍을 뚫고 Meyer는 이 논문이 향후 작업에 박차를 가하기를 희망합니다. "바라건대 이것은 이론가들에게 실질적인 요구가 될 것입니다. 기본적으로 이 결과를 살펴보고 우리가 찾은 것과 일치하는 제트 모델을 생각해 내야 합니다."라고 그녀는 말합니다.
참조: "Variability of extragalactic X-ray jets on kiloparsec scales" 2023년 5월 29일, Nature Astronomy . DOI: 10.1038/s41550-023-01983-1
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메모 230601_0357,1958 나의 사고실험 oms 스토리텔링
전자기파가 시공간의 휘여짐에 따라 늘어난다. 이에 x선도 전자기파의 일종이면 늘어날 것이다. 이를 입증하는 이론이 기존에 없다면 샘플링 oss.base.step의 전자기파 폭증 모드를 도입할 필요가 있다.
블랙홀은 샘플링 oms.vix이다. 이들이 샘플링 oss.base에 따라 붙는다면 점점더 블랙홀은 커지고 base에 제트가 샘플링 qoms 생성처럼 존재하고 x선이 발생 한다면 점점더 그 길이가 늘어날 것이다. 허허.
핵심은 x선의 그 수효가 oms.vix의 규모에 따라 점점 '그 수효가 늘어나기도 하고 그 길이도 늘어난다'는 뜻인데, 이를 설명하려면 샘플링 oss.base.step이외 '다른 이론이 없을 수 있다'는 점이다. 허허.
우주에 수많은 블랙홀이 있고 '그 규모가 점점 늘어난다' 것을 샘플링 oss.base가 설명한다. 그러면 내재하는 블랙홀 제트나 x선도 따라 갈 것이다. 그러면 x선의 전자기파 길이도 늘어날 것이며 그 종류도 많아질 것이다. 허허.
- A new study finds a sharp change in X-ray emission with the length of the jet. That suggests that particle acceleration is occurring along the jet at a great distance from the jet's origin in the black hole.
"There are theories about how this could work, but a lot of what we've been working on is now clearly incompatible with our observations," says Meyer.
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Memo 230601_0357,1958 My thought experiment oms storytelling
Electromagnetic waves stretch as space-time bends. Therefore, if x-rays are also a type of electromagnetic wave, they will be stretched. If there is no existing theory to prove this, it is necessary to introduce the electromagnetic wave amplification mode of sampling oss.base.step.
The black hole is sampling oms.vix. If they stick together according to the sampling oss.base, the black hole will get bigger and bigger, and if the jet at the base exists as a sampling qoms generation and x-rays are generated, its length will increase more and more. haha.
The key is that the number of x-rays gradually increases according to the size of oms.vix, and 'the number increases and the length also increases'. point. haha.
There are numerous black holes in the universe and 'they are getting bigger and bigger,' explains sampling oss.base. Then the immanent black hole jets or x-rays will follow. Then, the length of the electromagnetic wave of x-rays will increase and the number of types will increase. haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Galactic Bubbles: Unexpected Complexity of the Milky Way’s Mysterious Structures
은하 거품: 은하수 신비한 구조의 예상치 못한 복잡성
주제:천문학천체물리학오하이오 주립대학교 By 오하이오 주립 대학교 2023년 5월 31일 은하수 거대한 거품 유럽 우주국의 가이아 우주 관측소에서 촬영한 은하수 이미지와 eRosita 및 Fermi 기포 시뮬레이션의 시각화 중첩. Nature Astronomy 에 발표된 새로운 연구는 은하수 중심 위아래로 확장되는 고에너지 가스의 거대한 구조인 eRosita 기포의 특성에 대한 더 깊은 통찰력을 제공했습니다. 출처: ESA/Gaia/DPAC
오래된 데이터를 새롭게 살펴보면 은하 형성에 대한 새로운 세부 사항이 드러납니다. 천문학자들은 은하수 에 있는 고에너지 가스 구조인 eRosita 거품이 이전의 가정과 달리 더 복잡하고 주변 지역보다 더 뜨겁지 않다는 것을 발견했습니다. 위성 데이터에 대한 그들의 분석은 거품이 초대질량 블랙홀 이 아니라 핵 별 형성 활동에서 비롯된 것임을 시사합니다 . 천문학자들은 은하수 중심의 위아래로 멀리까지 확장되는 고에너지 가스의 거대한 기포의 특성에 대한 새로운 증거를 밝혔습니다.
최근 Nature Astronomy 에 발표된 연구에서 오하이오 주립 대학 의 과학자들이 이끄는 팀은 eRosita X선 망원경에서 발견한 후 "eRosita 거품"이라고 불리는 이러한 구조의 껍질이 보다 더 복잡하다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 이전에 생각했습니다. 모양이 Fermi 기포 와 매우 유사하지만 eRosita 기포는 상대 기포보다 더 크고 에너지가 더 많습니다.
크기와 위치 때문에 "은하 거품"으로 함께 알려진 그들은 별 형성 역사를 연구하고 은하수가 어떻게 생겼는지에 대한 새로운 단서를 밝힐 흥미로운 기회를 제공한다고 이 연구의 수석 저자인 안잘리 굽타(Anjali Gupta)와 현재 콜럼버스 주립 커뮤니티 칼리지의 천문학 교수인 오하이오 주립대의 전 박사후 연구원. 이러한 기포는 은하계를 둘러싸고 있는 가스 , 즉 은하주위 매질이라고 하는 영역에 존재합니다. "우리의 목표는 우리 은하가 어떻게 형성되고 진화했는지 이해하는 데 매우 중요한 장소인 주변 은하 매체에 대해 더 많이 배우는 것이었습니다."라고 Gupta는 말했습니다.
"우리가 연구하고 있던 많은 지역이 우연히 거품이 있는 지역에 있었기 때문에 거품에서 멀리 떨어진 지역과 비교할 때 거품이 얼마나 다른지 확인하고 싶었습니다." 이전 연구에서는 이러한 거품이 은하계에서 바깥쪽으로 불어올 때 가스의 충격에 의해 가열되었다고 가정했지만, 이 논문의 주요 발견은 거품 내부의 가스 온도가 외부 영역과 크게 다르지 않다는 것을 시사합니다.
"우리는 기포 영역의 온도와 기포 영역 외부의 온도가 동일하다는 사실에 놀랐습니다."라고 Gupta는 말했습니다. 또한 이 연구는 이러한 기포가 주변 환경보다 온도가 더 높기 때문이 아니라 매우 밀도가 높은 가스로 채워져 있기 때문에 매우 밝다는 것을 보여줍니다.
이 연구의 공동 저자이자 오하이오 주립대 천문학 교수인 Gupta와 Smita Mathur는 NASA 와 일본 항공우주 탐사국( JAXA ) 간의 공동 임무인 Suzaku 위성이 수행한 관측을 사용하여 분석을 수행했습니다. 2005년에서 2014년 사이에 이루어진 230개의 보관된 관찰을 분석하여 연구원들은 은하 거품과 이를 둘러싼 다른 뜨거운 가스의 확산 방출(매우 낮은 밀도 가스의 전자기 복사)을 특성화할 수 있었습니다.
이 거품의 기원은 과학 문헌에서 논의되어 왔지만, 이 연구는 그것을 해결하기 시작한 첫 번째 연구라고 Mathur는 말했습니다. 연구팀은 껍질에서 풍부한 비태양 네온-산소와 마그네슘-산소 비율을 발견했기 때문에, 그들의 결과는 은하 거품이 원래 핵 별 형성 활동에 의해 형성되었거나 무거운 별과 다른 종류에 의한 에너지 주입에 의해 형성되었음을 강력하게 시사합니다.
초대질량 블랙홀의 활동 을 통해서가 아니라 천체물리학적 현상의 "우리의 데이터는 이러한 거품이 은하 중심에서 발생하는 블랙홀 활동과 반대로 은하 중심에서 강렬한 별 형성 활동으로 인해 형성되었을 가능성이 가장 높다는 이론을 뒷받침합니다."라고 Mathur는 말했습니다. 그들의 발견이 천문학의 다른 측면에 미칠 수 있는 영향을 더 조사하기 위해 팀은 다가오는 다른 우주 임무의 새로운 데이터를 사용하여 이러한 거품의 특성을 계속 특성화하고 이미 가지고 있는 데이터를 분석하는 새로운 방법을 연구하기를 희망합니다.
Gupta는 "과학자들은 기포 구조의 형성을 이해할 필요가 있으므로 모델을 개선하기 위해 다양한 기술을 사용함으로써 우리가 찾고 있는 온도와 방출 측정을 더 잘 제한할 수 있을 것입니다."라고 말했습니다.
참조: Anjali Gupta, Smita Mathur, Joshua Kingsbury, Sanskriti Das 및 Yair Krongold, 2023년 5월 1일, Nature Astronomy 의 "Suzaku 관측에서 eROSITA 기포의 열 및 화학적 특성" . DOI: 10.1038/s41550-023-01963-5 다른 공동 저자는 오하이오 주립 대학의 Joshua Kingsbury와 Sanskriti Das, 멕시코 국립 자치 대학교의 Yair Krongold였습니다. 이 작업은 NASA의 지원을 받았습니다.
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