블랙홀의 주변에는 자기장이 발생하는 이유가 무엇인가요?

Question

블랙홀 자체는 자기장이 발생하지 않는다고 하던데요. 그런데 블랙홀의 주변에는 플라즈마 형태의 자기장이 강하게 발생한다고 들엇는데요.

왜 블랙홀의 주변에는 자기장이 강력하게 활발히 발생하는 원인이 무었인가요?

Answer 1

안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.

블랙홀 주변에 강력한 자기장이 있는 이유는 블랙홀 주변의 물질들이 자기장을 형성하고 강화시키기 때문인데 블랙홀 자체는 전하를 띄지 않는 자체적인 자기장을 발생시키지 않지만 블랙홀 주변에서 나타나는 과정입니다. 블랙홀 주변에는 강착원반이 형성되는데 블랙홀의 중력에 의해 빨려들어가는 가스와 먼지로 구성된 얇고 뜨거운 원반구조로서 이온화된 가스인 플라즈마 형태로 존재하여 전하를 띤 입자들이 전기적 자기적 특성을 가지게 됩니다. 강착 원반 내의 전하를 띤 물질이 회전하고 움직이게 되면 자기장도 함께 형성이 되는데 자기 유체 역학에 의해 플라즈마의 움직임이 자기장을 생성하고 증폭시키게 하는것이지요! 그 이후는 지구에 자기장이 형성하는 원리와 같다고 생각하시면 될것 같습니다!

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

블랙홀 주변의 강력한 자기장은 크게 두 가지 메커니즘으로 발생합니다. 첫째로, 자기장 증폭은 블랙홀로 향하는 물질이 엄청난 속도로 회전하며 마찰을 일으키는 과정에서 발생합니다. 이 마찰로 인해 자기장이 엄청난 폭으로 증폭되는데, 이는 회전하는 자전거 발전기의 작동 원리와 유사합니다. 둘째로, 블랙홀 자전 역시 강력한 자기장을 형성하는 요인 중 하나입니다. 블랙홀 자체가 빠르게 회전하면 회전 속도에 비례하여 강력한 자기장이 발생합니다. 또한, 전하를 띤 입자들이 블랙홀 주변을 공전하면서 발생하는 전기장 역시 자기장 형성에 기여합니다. 이러한 두 가지 요인, 즉 주변 물질의 마찰과 블랙홀 자체의 회전이 복합적으로 작용하여 강력한 자기장이 형성되는 것으로 이해됩니다.