고고도 망원경은 블랙홀에 대한 우리의 지식을 바꾸었습니다.

팀은 XL-Calibur로 알려진 풍선 운반 망원경을 약 7,000광년 떨어진 곳에 위치한 잘 연구된 블랙홀인 Cygnus X-1을 향해 지시했습니다. “우리가 수행한 관찰은 과학자들이 블랙홀에 가까운 물리적 과정에 대한 점점 더 현실적이고 최첨단 컴퓨터 시뮬레이션을 테스트하는 데 사용될 것입니다.”라고 Wilfred R. 및 Ann Lee Konneker 물리학 교수이자 WashU의 McDonnell 우주 과학 센터 연구원인 Henric Krawczynski가 말했습니다.

블랙홀 근처의 편광 측정

XL-Calibur는 전자기 진동의 방향을 설명하는 특성인 빛의 편광을 측정하도록 설계되었습니다. 이 빛이 어떻게 편광되는지 연구함으로써 과학자들은 극도의 속도로 블랙홀 주위를 소용돌이치는 극도로 뜨거운 가스와 잔해의 모양과 행동에 대한 귀중한 단서를 얻을 수 있습니다.

The Asphysical Journal의 최근 논문은 Cygnus X-1 관측의 최신 결과를 다루고 있으며 지금까지 블랙홀의 하드 X선 편광에 대한 가장 정확한 측정을 보고합니다. 이 출판물에는 교신저자로 활동한 대학원생 Ephraim Gau와 박사후 연구원 Kun Hu를 포함하여 많은 WashU 연구자들의 기고가 포함되어 있습니다.

“만약 우리가 하늘에서 Cyg X-1을 찾으려고 한다면, 우리는 X선 빛의 아주 작은 지점을 찾고 있을 것입니다”라고 Gau는 말했습니다. “그래서 편광은 지구에서 일반적인 사진을 찍을 수 없을 때 블랙홀 주변에서 일어나는 모든 일을 배우는 데 유용합니다.”

북반구를 횡단하는 풍선 비행

이러한 발견은 XL-Calibur의 2024년 7월 스웨덴에서 캐나다까지의 열기구 비행에서 나온 것입니다. 이 임무 동안 장비는 또한 하늘에서 가장 밝고 안정적인 X-선 소스 중 하나인 게 펄서 및 주변 바람 성운으로부터 데이터를 수집했습니다.

Krawczynski는 2024년 비행이 Cygnus X-1과 Crab 펄서에 대한 상세한 측정을 포함하여 여러 기술적 이정표를 세웠다고 언급했습니다.

XL-Calibur 공동 작업자이자 스웨덴 KTH 왕립기술연구소 교수인 Mark Pearce는 “XL-Calibur에 대해 WashU 및 미국과 일본의 다른 그룹과 협력하는 것은 매우 보람 있는 일이었습니다.”라고 말했습니다. “Crab과 Cyg X-1에 대한 우리의 관찰은 XL-Calibur 디자인이 건전하다는 것을 분명히 보여줍니다. 이제 새로운 풍선 비행으로 이러한 성공을 구축할 수 있기를 바랍니다.”

미래의 임무를 예측하다

연구팀은 2027년 남극 대륙에서 망원경이 발사될 예정인 동안 추가 블랙홀과 중성자 별을 관찰하는 것을 목표로 하고 있습니다. 연구 대상의 범위를 확장함으로써 연구자들은 이러한 극한 환경에서 물질이 어떻게 행동하는지에 대한 보다 완전한 그림을 만들기를 희망합니다.

프로젝트의 주요 조사자인 Krawczynski는 “IXPE와 같은 NASA 위성의 데이터와 결합하면 향후 몇 년 안에 블랙홀 물리학에 대한 오랜 질문을 해결할 수 있는 충분한 정보를 곧 얻게 될 것입니다.”라고 덧붙였습니다.

세계적인 과학적 노력

XL-Calibur는 WashU, 뉴햄프셔 대학교, 오사카 대학교, 히로시마 대학교, ISAS/JAXA, 스톡홀름의 KTH 왕립공과대학, Goddard 우주 비행 센터(및 Wallops 비행 시설)를 포함한 광범위한 기관 협력과 13개의 추가 연구 기관의 지원을 받습니다.

세인트루이스에 있는 워싱턴 대학 팀은 또한 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의 우주 과학을 위한 맥도넬 센터의 지원과 함께 보조금 80NSSC20K0329, 80NSSC21K1817, 80NSSC22K1291, 80NSSC22K1883, 80NSSC23K1041 및 80NSSC24K1178을 통해 NASA의 자금 지원을 인정합니다. 루이스.