기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 1259 - 나사의 IXPE 위성이 확인한 블레이저의 구조



 (This illustration shows NASA’s IXPE spacecraft, at right, observing blazar Markarian 501, at left. A blazar is a black hole surrounded by a disk of gas and dust with a bright jet of high-energy particles pointed toward Earth. The inset illustration shows high-energy particles in the jet (blue). When the particles hit the shock wave, depicted as a white bar, the particles become energized and emit X-rays as they accelerate. Moving away from the shock, they emit lower-energy light: first visible, then infrared, and radio waves. Farther from the shock, the magnetic field lines are more chaotic, causing more turbulence in the particle stream. Credit: NASA/Pablo Garcia)

우주에서 가장 밝은 천체는 블레이저라고 부르는 매우 강력한 은하 중심 블랙홀의 제트 입니다. 강력한 블랙홀의 제트를 정면에서 관측하는 만큼 당연히 먼 거리에서도 관측이 가능하지만, 그 정확한 구조를 확인하는 일은 쉽지 않아 많은 것이 미스터리로 남아 있습니다.

2021년 12월 9일 발사된 나사와 이탈리아 우주국 합작인 IXPE (Imaging X-Ray Polarimetry Explorer) 는 역사상 처음으로 X선 영역 관측만이 아니라 편광 관측이 가능한 우주 천문대로 과학자들의 기대를 모았습니다.

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222592457588

IXPE는 지난 3월에 3일에 걸처 블레이저인 Markarian 501을 관측하고 두 주 후에 이를 다시 관측했습니다. 그리고 마침내 X선 영역과 다른 영역에서 편광 관측 데이터를 얻어 블레이저의 구조에 대한 결정적인 정보를 얻었습니다.

블레이저의 강력한 X선은 제트에서 나온 고에너지 입자들이 어떤 이유에서 충격파를 이루면서 충동하면서 생긴 것으로 흥미롭게도 X선 다음에는 그보다 에너지가 낮은 가시광선이 나오고 다음에는 적외선이 나오는 식으로 에너지가 방출되었습니다.

충격파가 형성되는 이유에 대해서는 정확히 알 수 없지만, 갑작스러운 압력 변화나 제트의 난기류에 의한 충돌 등이 원인으로 생각할 수 있습니다. 야니스 리오다키스 (Yannis Liodakis, astronomer at FINCA, the Finnish Centre for Astronomy with ESO)가 이끄는 연구팀은 지구에서 초음속 비행시 생기는 충격파 형성과 비슷한 형태를 보여주는 이론적 모델이 관측 결과와 부합하는 것으로 보고 있습니다.

현재 초기 관측 단계인 IXPE가 앞으로 어떤 성과를 거둘지 기대됩니다.

참고

https://phys.org/news/2022-11-nasa-ixpe-black-hole-jet.html

Ioannis Liodakis, Polarized blazar X-rays imply particle acceleration in shocks, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05338-0. www.nature.com/articles/s41586-022-05338-0

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...