뜨겁고 활기찬 우주 과학 시간 관찰

블랙홀은 어떻게 관찰 할 수 있습니까?

블랙홀은 중력이 강한 천체로 빛도 빠져 나갈 수 없습니다. 강한 중력에 비해 크기가 매우 작기 때문에 블랙홀을 직접 관찰하는 것은 거의 불가능합니다. 그렇다면 블랙홀의 존재를 어떻게 알 수 있습니까?

블랙홀 주변의 부착 디스크에서 나온 수많은 먼지와 가스가 소용돌이 치며 천천히 블랙홀로 빨려 들어갑니다. 이때 발생하는 마찰로 인해 디스크 내의 물질 (이온과 전자)이 최소 절대 온도 10,000도 이상으로 상승하고 디스크 내부에서 X-ray가 방출됩니다. 물론 최근 연구에 따르면 X 선을 방출하지 않는 블랙홀이 많이있을 것으로 예상된다. 그러나 고 에너지 X 선 방출은 매우 뜨거운 물체에서만 발견되는 현상으로 블랙홀의 간접적 인 증거가 될 수 있습니다.

블랙홀을 관찰하려는 인류의 강한 열망

지구 대기는 우주에서 나오는 X 선의 대부분을 흡수하기 때문에 X 선을 관측하기위한 망원경이나 탐침은 지구 밖으로 나가야합니다. 가장 성공적인 X-ray 프로젝트는 NASA의 대규모 전략 과학 프로그램 인 Chandra X-ray 관측소 (Advanced X-ray Astrophysics Facility라고도 함)입니다. 이는 대규모 예산으로 뒷받침되는 임무 중 하나입니다. 또는 플래그십 임무라고도합니다. 이를 통해 블랙홀을 관찰하려는 인류의 강한 열망을 엿볼 수 있습니다.

고 에너지 천체를 관측하기위한 정교하고 민감한 우주 망원경이 유럽 우주국 (ESA)에 의해 다시 한 번 채택되었습니다. 2014 년에 유럽 우주국은 Athena (고 에너지 천체 물리학을위한 첨단 망원경) 프로젝트를 두 번째 대규모 L 급 우주 비전 임무로 선택했습니다. 위의 미션을 통해 우리는 우주의 뜨거운 가스 구조를 매핑하고 그 물리적 특성을 연구하며 초 거대 블랙홀을 관찰 할 계획입니다. 결과적으로 그들은 가장 뜨겁고 가장 활동적인 우주를 관찰하고 연구합니다.

Athena 임무와 임무의 과학적 목표

Athena는 이미 2000 년대 초에 XMM-Newton, 유럽 우주국이 제안한 XEUS 프로그램, NASA가 제안한 Constellation-X의 결합 프로그램 인 International X-ray Observatory (IXO)의 후계자로 지명되었습니다. 다운 그레이드 유형의 임무입니다. 비용 절감으로 인해 취소 된 IXO 대신 더 경제적 인 아테나 임무가 다시 제안되었으며, 이는 마침내 유럽 우주국에 의해 선택되어 아테나 임무의 시작을 알 렸습니다. Athena 임무는 Chandra X-ray Observatory 또는 XMM-Newton과 같은 X- 선 탐사의 전임자보다 여러 측면에서 최소 10 배 더 민감한 망원경입니다.

아테나 미션의 부제“뜨겁고 활기찬 우주”에서 볼 수 있듯이 미션의 과학적 목표는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다. 첫째, 오늘날 우리가 볼 수있는 것처럼 일반 물질이 우주를 어떻게 구성 할 수 있는지에 대한 포괄적이고 일반적인 질문에 답하기위한 임무가 실행됩니다. 둘째, 블랙홀은 어떻게 성장하고 우주를 형성 할 수 있는지에 대한 질문에 답하는 임무입니다. 두 질문 모두 민감한 X 선 관찰 임무를 통해 답할 수 있습니다. 전임 X 선 미션보다 응축 면적, 관찰 감도, 관찰 속도가 훨씬 뛰어난 Athena 미션은 다양한 천체에 대한 매우 민감한 관찰과 연구를 제공 할 수 있습니다.

Athena 임무는 2030 년대 초에 Ariane 6.4 발사체와 함께 지구를 떠나 L2에 착륙 할 것으로 예상됩니다. L2 주위의 궤도는 안정된 열 환경, 좋은 가시성 및 가장 중요한 관측 효율성을 기반으로 선택되었으며, 정상 정착 후 연간 최대 300 회의 관측을 수행 할 것으로 예상됩니다. 미션 기간은 최소 4 년이며 이후 연장이 가능한 미션입니다. Athena 임무에 사용되는 망원경은 초점 거리가 12m 인 단일 망원경이며 망원경의 유효 면적은 약 1.4m2입니다. 망원경에 사용되는 거울은 유럽 우주국의 SPO (Silicon Pore Optics) 기술을 기반으로 직접 제조되어 탁월한 각도 분해능을 제공하고 수집 면적 대 질량 비율이 우수합니다.

2018 년과 2019 년에 각각 유럽 우주국이 지정한 모든 예비 요건을 통과 한 Athena 임무에 탑재 될 두 가지 주요 기계는 WFI (Wide Field Imager)와 X-IFU (X-ray Integral Field Unit)입니다. , 각각. WFI는 독일 막스 플랑크 연구소의 반도체 연구소에서 개발 한 실리콘 DEPFET 기술을 기반으로 우수한 에너지 분해능, 저잡음, 약 7keV ~ 170eV의 넓은 시야를 자랑하는 분광계를 탑재 한 획기적인 카메라입니다. 이 장치는 한 번에 약 40’x40 ‘의 넓은 시야로 하늘을 관찰하는 데 최적화되어 있으며 가장 밝은 지점을 찾기위한 별도의 감지기가 포함되어 있습니다. WFI는 유럽 우주국 회원 인 독일 뮌헨의 막스 플랑크 외계 천문 연구소를 중심으로 오스트리아, 덴마크, 프랑스, ​​이탈리아에서 개발 중이다. X-IFU는 Athena Mission의 극저온 X- 선 분광기입니다. 위의 장비는 2.5eV에서 광학 해상도가 최대 7keV 인 분광계이며 벨기에, 체코, 핀란드, 프랑스, ​​독일, 아일랜드, 이탈리아, 네덜란드, 폴란드, 스페인, 스위스로 구성된 X-IFU 컨소시엄입니다. 일본과 미국. 참여와 함께 발전하고 있습니다.

엑스레이로 포착 된 우주의 모습은 놀랄 일이 아니기 때문에 탄력적입니다. 이는 싱크로트론 복사, brmsstrahlung 복사 및 흑체 복사의 형태로 방출되는 X- 선이 우주에서 가장 뜨겁고 가장 활동적인 천체이기 때문입니다. 2022 년 하반기에 아테나 임무가 승인되면 유럽 우주국의 최종 검토를 포함하여 고감도 관측 장비를 사용하여 태양계부터 태양계까지 모든 천체의 고 에너지 현상에 대한 자세한 정보를 제공 할 것입니다. 먼 물체.

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