2020년 7월 14일 화요일

04.05 - 별질량 급 블랙홀(Stellar Mass Black Holes)

04.05 - 별질량 급 블랙홀(Stellar Mass Black Holes) [커세라 강의페이지]


Stellar-mass black holes are born during the violent deaths of massive stars. If the star in question wandered through space as an isolated star, like our sun, then the black hole formed as a result of the star's death would also be an isolated black hole.

별질량급 블랙홀은 무거운 별이 사멸되가는 중에 급격한 폭발로 만들어진다. 우리 태양처럼 의문의 외톨이 별이 우주공간을 떠다니다 사멸하면 역시 외톨이 블랙홀이 될 수도 있다.

Since isolated black holes wander through space without a companion, they have little to feast upon. As a result, there is little material for them to consume, and so they can be virtually undetectable. Such isolated black holes can also be formed by a different route.

동반성 없이 우주공간을 홀로 방황하는 외톨이 블랙홀은 몸집을 불릴 기회가 거의 없다. 결과적으로 흡수할 물질이 매우 적어 사실상 이 블랙홀을 발견하기란 불가능하다. 이런 외톨이 블랙홀의 형성 과정은 일반적이지 않다. [외톨이 별이 일반적이지 않듯이.... 우리 태양은 현재까지 동반성이 발견되지 않았다.]

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Stars are more generally birthed in multiples, so as binaries, triplets, or quadruplets, and so on. If one of these stars is a high-mass star, it will burn through its fuel more rapidly than the others in its family.

별은 대개 이중성, 삼중성, 사중성 혹은 그보다 더 많은 다중성으로 태어난다. 다중성의 구성원 중 하나라도 질량이 좀더 크면 형재 중 먼저 연료를 빠르게 태우는 별이 있게된다. 

At the end of its life, it will explode in a violent supernova explosion. This explosion can provide a kick that if strong enough, would break up the family, throwing a black hole out into space by itself. The ejected black hole may even be on a trajectory that throws it out of the disk of its host galaxy.

종국에는 그 별이 격렬히 초신성 폭발을 잃으킨다. 이 폭발의 결과로, 그러니까 폭발이 정말로 세다면 형제들을 분열 시키고 블랙홀은 홀로 우주 밖으로 내쫒기게 된다. 내쫒긴 블랙홀은 속해있던 은하의 원반 밖의 궤적을 그릴 수도 있을 것이다. 

If, however, the kick is small, the binary will remain intact, providing a black hole with a handy food source to munch on for many years to come. Since stellar-mass black holes are the endpoint of a star's life, they can occur anywhere you would find stars. This means that stellar-mass black holes are found scattered throughout galaxies. They can be seen around the core of a galaxy, or at its outer limits.

하지만 폭발이 약해 어설피 내쫒긴 경우 형제를 동반한 이중성으로 남아 있을 수도 있다. 이 동반성은 블랙홀에게 오랜 시간에 걸쳐 손쉬운 먹잇감이 되준다. 별의 최후가 별질량 급 블랙홀 이므로 별이 있는 곳에 어디든 존재할 수 있다. 이는 별질량 급 블랙홀은 은하내 어디든 산재해 있을 것이라는 뜻이기도 하다. 은하 중심부 주변에는 물론 은하 외곽 어디든 발견 될 수 있다.

Almost all of the known stellar-mass black holes have been found in binary systems, but this doesn't mean that black holes in binaries are more common than isolated black holes. Instead, this is most likely due to selection bias.

현재까지 발견된 별질량 급은 거의 이중성계다. 그렇다고 외톨이 블랙홀에 비해 쌍성계 블랙홀이 일반적이라는 뜻은 아니다. 그대신 (쌍성계 블랙홀이 일반적이라고 믿게된 원인은) '선택편향'의 오류 때문일 가능성이 높다.
 
In science, whenever we choose a sample based on how easy it is to find something, instead of how common it truly is, we introduce a bias. This is called selection bias. Actively feeding black holes in binaries are much easier to spot than their fasting counterparts. This means that we are much more likely to detect stellar-mass black holes in binaries when we look out at the night sky.

과학적 연구 방법에서 실제보다 발견할 가능성이 높은 증거를 수월하게 선택하는 경향이 있기 때문에 이런 편향된 오류를 감안해야 한다. 외톨이별에 비해 쌍성계에서 블랙홀이 더 수월하게 몸집을 불릴 수 있다. 하늘을 관측할 때 쌍성계의 관측이 수월하기 때문이다. [동반성을 관측하므로서 블랙홀의 존재를 알수있다. 블랙홀의 직접관측은 어렵다.]

Theorists have predicted that it is more likely that black holes will be isolated. The reason is, that there are more ways to make isolated stellar-mass black holes.

연구자들은 이론적으로 외톨이 블랙홀이 훨씬 더 많이 존재할 것이라고 예측한다. 외톨이 블랙홀이 형성될 수 있는 방법이 더많기 때문이다. [동반성을 흡수하는 방법은 별이 블랙홀로 발전하기 위해 몸집을 불리는 방법 중 하나다.]

So now we know how stellar-mass black holes are born, where to find them, and what they can feed on. What about other types of black holes? Where can we find, a super-massive black hole? Let's explore that next.

별질량급 블랙홀이 어떻게 탄생되는 지, 어디에서 발견되는지, 어떻게 성장하는지 알아봤다. 다른 급의 블랙홀은 어떨까? 초거대 블랙홀은 어디서 찾을 수 있나? 다음 편에서 알아보기로 한다.

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