블랙홀은 우주에서 가장 신비한 물체 중 하나이며 가장 많이 연구된 것은 별과 초대질량 블랙홀. 어떤 유형의 별이 형성되려면 별이 먼저 갑자기 죽어야 합니다. 반면에 우리는 대부분의 은하계에서 발견되는 초대형 블랙홀의 기원에 대해 여전히 확신하지 못합니다. 블랙홀의 중심인 특이점에서 시간과 공간이 멈추는 곳입니다.
이 기사에서 우리는 초대질량 블랙홀이 무엇인지, 그 기원과 특성에 대해 설명할 것입니다.
초대형 블랙홀이란 무엇인가
블랙홀은 중력장이 너무 강해서 빛을 포함한 어떤 것도 탈출할 수 없는 시공간의 유한한 영역입니다. 블랙홀 자체는 관측할 수 없다. 그러나 주변의 물질은 감지할 수 있습니다. 이것을 부착 디스크라고 합니다. 블랙홀의 중심으로 끌어당기는 물질로 형성됩니다.
일반적인 특성
다음은 항성 블랙홀과 초대질량 블랙홀의 특징입니다.
- 항성 블랙홀은 별이 죽을 때 형성됩니다. 초거대 천체는 그 기원이 잘 알려져 있지 않으나 은하수의 탄생과 밀접한 관련이 있는 것으로 여겨진다.
- 강력한 중력으로 인해 그 어떤 것도 탈출할 수 없으며 심지어 빛도 마찬가지입니다. 그러나 안전한 거리에 있으면 아무 일도 일어나지 않습니다.
- 그들은 매우 크고, 별은 우리보다 수십 배 더 무겁습니다.
- 단단하거나 단단한 표면이 없습니다. 예를 들어 이벤트 호라이즌은 여기에서 시작해서 저기서 끝난다고 할 수 있는 존재가 아니라, 보이지 않는 경계지만 일단 돌아갈 수는 없다.
- 블랙홀은 근처의 별에서 가스나 먼지와 같은 물질을 가두거나 다른 블랙홀과 병합하여 성장합니다.
- 그들이 방출하는 양자 효과로 인해, 호킹 복사라고 합니다.
- 그 모든 위엄에도 불구하고 블랙홀은 단순하며 우리는 블랙홀의 질량, 각운동량 및 전하만 알고 있습니다.
- 그들은 중심에 특이점을 가지고 있으며, 모든 문제가 끝나는 곳입니다. 공간과 시간의 끝은 빽빽하게 채워진 점이다.
- 모든 은하의 중심에는 블랙홀이 있다고 믿어집니다. 그러나 아직 더 많은 연구가 필요합니다.
- 두 개의 블랙홀이 합쳐지면 중력파라는 시공간 교란이 발생합니다. 블랙홀과 중성자별 사이 어딘가에 있을 수도 있습니다.
- 초질량 블랙홀은 거대한 초물질 제트를 생성할 수 있습니다.
- X선, 감마선, 전파와 같이 거의 빛의 속도로 이동하는 열은 그들은 블랙홀의 극에서 수십만 광년을 확장합니다.
- 블랙홀은 분명히 관측할 수 없지만 별의 먼지, 별, 은하와 같은 근처 물체에서 물질을 흡수하면서 주변에 강착 원반이 형성되면서 볼 수 있게 됩니다.
초대질량 블랙홀이 형성되는 방식
블랙홀이 어떻게 형성되는지에 대한 약간의 아이디어를 얻기 위해 물체를 강하게 압축하여 밀도를 높이는 것을 상상할 수 있지만 전자기력과 핵력으로 인해 재료가 저항하기 시작합니다.
우리가 블랙홀을 형성하기 위해 작고 극도로 밀도가 높은 부피로 압축하려면 초신성처럼 엄청난 힘 또는 내파가 필요합니다. 초신성은 거대한 별이 죽으면서 폭발로 많은 양의 에너지를 방출하고 붕괴하여 블랙홀을 형성할 때 발생합니다.
가장 많이 연구된 블랙홀 유형은 항성질량 블랙홀과 초거대질량 블랙홀입니다. 항성 블랙홀은 삶의 마지막 단계에 접어든 거대한 별(태양보다 10~15배 더 무거움)의 차가운 잔해입니다. 이 블랙홀은 우리 은하계와 우주 전체에 흩어져 있습니다.
마지막 단계에 있는 많은 별들은 결국 백색 왜성 또는 중성자 별이 됩니다. 그러나 이 별들은 너무 불안정해서 초신성이라는 폭발을 일으킬 수 있습니다. 이 단계에서 별은 중력을 견딜 수 있는 충분한 힘이 없기 때문에 별은 블랙홀을 형성할 때까지 수축하기 시작합니다.
이것은 항성 블랙홀 옆의 거대한 별 옆에 위치한 쌍성계로 에너지를 끌어옵니다. 둘 다 바이너리 스타 시스템의 일부입니다. 첫 번째 별은 초신성이라는 거대한 폭발을 겪은 후 블랙홀이 됩니다.. 두 번째는 흡수되고 그 물질은 강착 디스크를 형성하며 전파 또는 X선을 방출합니다.
초질량 블랙홀은 우리 은하수를 포함한 많은 은하계의 중심에 존재하는 진정한 괴물입니다. 그들은 수백만 또는 수십억 태양 질량의 질량을 가지고 있으며 태양계까지 확장됩니다.
초대질량 블랙홀은 은하의 진화에 중요한 역할을 합니다. 대부분의(전부는 아님) 은하 중심에 초대질량 블랙홀이 있는 것으로 관찰되었습니다. 초대질량 블랙홀의 기원은 오늘날 큰 잠재력을 가진 연구 분야입니다. 아직 발견할 것이 많습니다.
초대질량 블랙홀의 구조와 부분
블랙홀은 다음 구조로 구성됩니다.
- 싱귤라리다드: 물질이 끝나는 곳, 물리 법칙이 더 이상 의미가 없는 곳, 시간과 공간이 끝나는 곳인 무한한 밀도의 블랙홀의 중심점입니다.
- 중대한 전환점: 그것은 돌아올 수 없는 지점, 블랙홀 주변의 특이점이며 슈바르츠실트 반지름의 크기입니다. 여기서 탈출 속도는 빛의 속도와 같기 때문에 사건의 지평선 경계를 넘는 물질(입자 및 방사선)은 탈출할 수 없으며 빛도 마찬가지입니다. 이것은 편도 여행입니다.
- 증가 디스크: 그것은 별과 같은 근처의 물체에서 물질을 포착할 때 블랙홀 주위에 형성됩니다. 과열된 가스와 먼지 물질로 구성된 디스크도 고속으로 회전하면서 X선과 전파와 같은 방사선을 생성합니다. 블랙홀은 이 물질 원반에서 먹이를 얻을 것입니다.
- 에르고스피어: 그것은 사건의 지평선에서 멀리 떨어진 회전하는 블랙홀 주변 지역입니다. 여기에서 공간과 시간은 블랙홀을 둘러싼 소용돌이 속으로 빨려 들어간다. 물체는 작용권에 들어오고 나갈 수 있습니다(조석력을 지원하는 경우).
- 상대론적 제트: 주로 X선과 라디오파와 같이 빛의 속도에 가까운 속도로 이동하는 매우 뜨거운 물질의 넓은 공간으로, 물체의 물질을 빨아먹을 때 블랙홀의 극에서 가까운 제트를 생성합니다.
이 정보를 통해 거대한 블랙홀이 무엇이며 그 특성에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.