블랙홀의 작용권(Photon Sphere)에서 바라본 풍경

 

블랙홀 바로 앞까지 다가서면 어떤 모습을 보게 될까?

 

블랙홀 근처에 매우 흥미로운 지역중 하나인 작용권(photon sphere)은 광자가 공전하는 지역으로서

이 지역은 사건의 지평선보다 50퍼센트 정도 더 먼 곳에 형성된다.

 

만약 당신이 작용권에서 밖을 바라본다면 하늘의 반쪽은 완전히 검게 보일 것이고
나머지 반은 비정상적으로 밝게 보이는 한편 당신의 뒷편 광경은 가운데를 가로지르는 모습을 보게 될 것이다.

 

컴퓨터 애니메이션으로 만들어진 이 동영상은 바로 작용권에서 바라본 광경을 재연하고 있다.

동영상에 보이는 것과 같이 아래쪽이 완전히 검게 보이는 이유는 이 부분에 해당하는 빛이 모두 블랙홀로부터 나오는 부분이기 때문이다.
이곳은 아무런 빛도 복사하지 않는 곳으로 알려져 있다. 

그 위쪽 하늘은 비정상적으로 밝고, 청색편이와 함께 중간을 가로지르고 있는 검은 빛 가까이에 다가설수록 더 많은 전체 하늘의 모습이 보이게 된다.

 

검은 빛의 분할선이 바로 작용권(the photon sphere ) - 지금 당신이 위치한 곳 - 이며

광자가 이곳에서부터 원형 운동을 시작하기 때문에 당신의 등 뒤에 있는 빛 역시 블랙홀을 돌아 당신의 눈에 다다르게 된다.

당신으로부터 숨겨진 하늘은 어느 곳에도 존재하지 않는다.
블랙홀의 뒷편을 지나는 별들이 아인슈타인의 고리를 빠르게 지나가고 있는데
아인슈타인의 고리는 동영상 상단으로부터 아래쪽으로 약 4분의 1지점에 수평선처럼 나타나고 있다.

 

이 동영상은  블랙홀의 사건 지평선 근처의 우주를 탐사할 때 시각적으로 인식하게 되는 장면을 구성한 것의 일부분이다.
발표 : 비디오 제작자이자 Apod 편집장인 로버트 네미로프(Robert Nemiroff)

 

출처 : NASA - 오늘의 천체사진(2013년 7월 2일 자)
http://apod.nasa.gov/apod/ap130702.html

 

원문>

Circling a Black Hole at its Photon Sphere
Image Credit & Copyright: Robert Nemiroff (MTU)

Explanation: What would it look like to go right up to a black hole? one particularly interesting place near a black hole is its photon sphere, where photons can orbit in circles, a sphere 50 percent further out than the event horizon. Were you to look out from the photon sphere of a black hole, half of the sky would appear completely black, half of the sky would appear unusually bright, and the back of your head would appear across the middle. The above computer-animated video depicts this view from the photon sphere. The reason that the lower region, as shown, appears black is because all light paths from this dark region comes up from the black hole -- which classically emits no light. The upper half of the sky now appears unusually bright, blueshifted, and shows increasingly many complete sky images increasingly close to the dark-light divide across the middle. That dark-light divide is the photon sphere -- your location -- and since photons can do circles there, light from the back of your head can circle the black hole and come to your eye. No place on the sky is hidden from you -- stars that would normally pass behind the black hole now appear to zip quickly around an Einstein ring, a ring that appears above as a horizontal line about a quarter of the way down from the video top. The above video is part of a sequence of videos visually exploring the space near a black hole's event horizon. (Disclosure: Video creator Robert Nemiroff is an editor for APOD.)