Visualization: A Black Hole Accretion Disk

Visualization : A Black Hole Accretion Disk

- Visualization Credit : NASA’s Goddard Space Flight Center, Jeremy Schnittman

이 영상은 블랙홀을 관찰자 시점으로 시뮬레이션해서 보여주는 영상이다.

블랙홀이, 빛을 내며 축적된 가스로 이루어진 소용돌이치는 원반으로 둘러싸여 있다면, 블랙홀의 엄청난 중력이 원반에서 방출되는 빛을 굴절시켜 매우 이상하게 보이게 되는데, 이를 시각화한 것이 이 영상이다.

영상은 관찰자가 블랙홀의 강착 원반 평면 바로 위에서 블랙홀을 바라보면서 시작한다.

블랙홀 중심을 둘러싸고 있는 얇은 원형 고리는 광자 구 (photon sphere)의 위치를 표시해주는데, 광자 고리 (photon ring)라고도 하는 모양이다.

광자 구 (photon sphere)는 강한 중력으로 광자가 형성하는 궤도들로 이루어진 계면을 말한다.

그리고, 이 광자 구 (photon sphere) 안쪽에 블랙홀의 event horizon 이 존재한다.

참고로, event horizon 은 일반 상대성 이론에서, 그 내부에서 일어난 사건이 그 외부에 영향을 줄 수 없는 경계면을 말하는데, 가장 대표적인 예가 블랙홀의 event horizon 이다.

외부에서는 물질이나 빛이 안쪽으로 빨려 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 의한 붕괴속도가 탈출하려는 빛의 속도보다 커지므로 내부로 들어온 물질이나 빛은 event horizon 외부로 빠져나갈 수 없게 된다.

영상 왼편으로는, 원반 이미지의 커다란 부분들이 관찰자 방향으로 움직임에 따라 더 밝게 보여지고 있다.

계속되는 영상에서 관찰자가 블랙홀을 원호 그리듯 돌면서, 위에서 아래로 내려다보게 되고, 그런 후 원반 평면의 먼쪽을 지난 다음 다시 원래의 시점으로 돌아오게 된다.

이 과정에서 강착 원반이 흥미롭게 역전되는 모습을 볼 수 있지만, 평평하게 보여지지는 않는다.

한편, 이런 영상들은 Event Horizon Telescope 이 블랙홀들을 놀랍도록 자세하게 관측함으로써 가능하게 되었다고 한다.

Event Horizon Telescope 은 전 세계 전파망원경 네트워크로 구성된 대규모 망원경 배열 (large telescope array)이다.

보다 자세한 설명은 https://apod.nasa.gov/apod/ap240508.html 이곳에서...