.IXPE's 'heartbeat black hole' measurements challenge current theories

IXPE의 '심장 박동 블랙홀' 측정은 현재 이론에 도전합니다

Michael Allen, NASA 작성,2025년 8월 13일

블랙홀 주변을 소용돌이치는 물질을 묘사한 이 그림은 X선에서 밝게 빛나는 "코로나"라는 독특한 특징을 강조합니다.

이 그림에서 코로나는 아래에 있는 강착 원반 위로 떠다니며 안쪽 가장자리 약간 안쪽으로 확장된 보라색 안개처럼 보입니다. 안쪽 강착 원반 내부의 물질은 엄청나게 뜨거워 눈부신 청백색으로 빛나겠지만, 여기서는 코로나를 더 뚜렷하게 돋보이게 하기 위해 밝기를 줄였습니다.

_보라색은 단지 예시일 뿐이며, 가시광선에서는 명확하게 보이지 않는 X선 빛을 대신합니다.

_원반의 휘어진 모양은 블랙홀의 엄청난 중력이 광학 렌즈처럼 작용하여 그 주변을 둘러싼 평평한 원반을 왜곡하는 모습을 사실적으로 보여줍니다.

1-1.
NASA의 IXPE( Imaging X-ray Polarimetry Explorer ) 를 사용하는 국제 천문학자 팀은 블랙홀 바로 주변 물질에 무슨 일이 일어나는지에 대한 우리의 이해에 도전했습니다.

>천문학자들은 IXPE를 이용해 들어오는 X선을 연구하고 전기장의 방향을 설명하는 빛의 특성인 편광을 측정할 수 있습니다.

_편광도는 이러한 진동들이 서로 얼마나 정렬되어 있는지를 측정하는 척도입니다. 과학자들은 블랙홀의 편광도를 이용하여 블랙홀을 둘러싼 매우 뜨겁고 자화된 플라즈마 영역인 코로나의 위치와 그것이 어떻게 엑스선을 생성하는지 알아낼 수 있습니다.

1-2.
> 4월에 천문학자들은 IXPE를 사용하여 블랙홀 IGR J17091-3624의 편광도가 9.1%라는 것을 측정했는데, 이는 이론적 모델을 기반으로 예상했던 것보다 훨씬 높은 수치입니다.

_"블랙홀 IGR J17091-3624는 심장 박동과 비슷하게 어두워지고 밝아지는 특별한 천체이며, NASA의 IXPE를 통해 우리는 완전히 새로운 방식으로 이 독특한 천체를 측정할 수 있었습니다."라고 영국 뉴캐슬어폰타인에 있는 뉴캐슬 대학교의 멜리사 유잉이 말했으며, 이 연구 의 주저자는 왕립 천문학회 월간지 에 게재했습니다 .

2.
X선 쌍성계에서는 블랙홀처럼 극도로 밀도가 높은 천체가 근처 근원, 대개는 이웃 별에서 물질을 끌어당깁니다.

이 물질은 소용돌이치며 납작해지면서 강착 원반이라고 하는 회전하는 구조를 형성합니다.

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^msbase가 팽대부를 가진 3d이면 강착원반 sidems는 2d을 가진 회전체이다.

_이 강착 원반 안쪽 영역에 위치한 코로나는 최대 화씨 18억 도의 극한 온도에 도달할 수 있으며, 매우 밝은 엑스선을 방출합니다. 이 초고온 코로나는 하늘에서 가장 밝은 엑스선원 중 일부를 만들어냅니다.

^ 고운 플라즈마을 가진 블랙홀 vixer는 x선 제트 방출을 통해 강착원반의 핵이 된다.

_IGR J17091-3624의 코로나가 아무리 밝더라도 지구에서 약 28,000광년 떨어져 있기 때문에 천문학자들이 그 모습을 포착하기에 너무 작고 멀리 떨어져 있습니다.

2-1.
>"일반적으로 높은 편광도는 코로나를 매우 측면에서 바라볼 때 나타납니다.

_이러한 측정을 위해서는 코로나가 완벽한 형태를 갖추고 적절한 각도에서 보여야 합니다."라고 이탈리아 로마 트레 대학교의 조르지오 매트 교수이자 이 논문의 공동 저자는 말했습니다.

_"이러한 어두워지는 패턴은 아직 과학자들에 의해 설명되지 않았으며, 이 블랙홀 유형을 이해하는 데 중요한 열쇠가 될 수 있습니다."

2-3.
>이 블랙홀의 동반 항성은 천문학자들이 블랙홀의 시야각을 직접 추정할 수 있을 만큼 밝지는 않지만,

_IXPE가 관찰한 밝기의 비정상적인 변화는 강착 원반의 가장자리가 지구를 직접 향하고 있었음을 시사합니다.

연구자들은 높은 편극도를 설명하기 위해 다양한 방법을 모색했습니다.

<<<<<>>>>^!^

^강착원반의 가장자리가 지구로 향하여 보인 것은 원형환 형태의 sidems를 나타낸거다.

3.
>한 모델에서 천문학자들은 강착 원반에서 끌어올려져,

_ 계 밖으로 방출되는 물질의 "바람"을 포함시켰는데, 이는 보기 드문 현상입니다.

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^ msbase에서 블랙홀 vixer가 드러나는 과정을 편광에서 관측된듯.

^ 편광은 강착원반 msside에서 발생된 바람을 통해 데이타가 나타났으리라. 허허.

_ 만약 코로나에서 나온 X선이 IXPE로 향하는 도중 이 물질과 만난다면, 콤프턴 산란이 발생하여 이러한 측정이 가능해질 것입니다.

_일본 마쓰야마에 있는 에히메 대학교에서 이 주제를 연구하고 관측을 주도한 막심 파라는 "이러한 바람은 모든 유형의 블랙홀 성장을 이해하는 데 가장 중요한 미비점 중 하나입니다 ."라고 말했습니다.

_"천문학자들은 향후 관측을 통해 더욱 놀라운 편광도 측정 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상합니다."

3-1.
>또 다른 모델은 코로나 내 플라즈마가 매우 빠른 속도로 분출될 수 있다고 가정했습니다.

>>>><<_<_^!^

^ msbase.galaxy에서 블랙홀이 중앙 (zz')에서 팽대부를 이루는 이유는 sidems.vixer화 회전체(?)가 되려는 강착원반의 한 과정일 수 있음이여. 으음.

_ 만약 플라즈마가 빛의 속도의 20%, 즉 시속 약 1억 2천 4백만 마일의 속도로 분출된다면,

_상대론적 효과가 관측된 편광을 증폭시킬 수 있습니다.

^ sidems가 들떠서 vixer 팽대부를 이루면 주변의 vixxar(vixx)도 덩달아 들뜸으로 msbase에서 고속 분출물들이 돼 버린다. 어허.

^이때 x선의 편광이 발생하여 강착원반을 쉽게 형성한다.

_두 경우 모두, 시뮬레이션은 매우 구체적인 측면 시점 없이도 관측된 편광을 재현할 수 있습니다.

_연구자들은 향후 연구를 위해 높은 편광도를 더 잘 이해하기 위해 예측을 계속 모델링하고 검증할 것입니다.

추가 정보: Melissa Ewing 외, 강착 블랙홀 IGR J17091−3624의 경질 상태에서의 매우 강한 X선 편광, 영국 왕립 천문학회 월간지 (2025). DOI: 10.1093/mnras/staf859

저널 정보: 왕립 천문학회 월간 소식
NASA 제공

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