기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 158 - 거대 블랙홀이 만든 초대형 제트




 이전에 여러차례 소개드렸듯이 블랙홀 안쪽으로 많은 물질이 빨려 들어갈 때는 강착 원반과 이에 수직인 제트 (jet) 가 형성됩니다. 블랙홀에서 양 방향으로 뿜어져 나오는 제트는 초고온 초고속의 물질로 몇몇 은하의 중심 블랙홀에서는 때때로 은하 외부로 뻗어나오는 거대한 제트를 관측할 수 있습니다. 그리고 이 제트와 강착 원반은 가시 광선 영역보다는 고온의 물질에서 나오는 X 선 및 다른 전자기파 영역에서 더 잘 관측됩니다. 이에 대한 내용은 이전 포스트 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100168238710 ) 를 참조해 주시기 바랍니다. 



 최근 찬드라 X 선 망원경과 허블 우주 망원경, 그리고 지상의 전파 망원경들이 서로 협력해서 관측한 은하 4C+29.30 는 지구에서 약 8.5 억 광년 정도 떨어진 은하입니다. 이 은하 중심에는 매우 활발하게 물질을 분출하는 블랙홀이 존재합니다. 이미 여러 차례 이전에도 언급한 바 있지만 모든 것을 흡수하는 천체라는 블랙홀의 일반적인 이미지와는 달리 실제로 너무 많은 물질이 블랙홀의 안쪽으로 떨어질 때 모두 다 흡수되지 못하고 상당 부분은 제트의 형태로 외부로 배출되게 됩니다. 실제로 우주에서 가장 강력하게 물질을 분사하는 천체가 블랙홀이라고 할 수 있습니다. 


 아무튼 이 은하 역시 중심에 태양 질량의 약 1 억 배 가량 된다고 추정되는 거대 질량 블랙홀 (SMBH Supermassive Black Hole) 은 은하의 외부로까지 보이는 거대한 제트를 양 방향으로 분사하고 있습니다. 이 모습을 세가지 다른 파장 - X 선, 가시 광선, 라디오파 - 에서 관측한 자료를 토대로 합성 이미지를 구성해 보면 전체적인 모습을 더 잘 파악할 수 있습니다. 



( 4C+29.30  합성 이미지. 허블 망원경이 구한 광학 이미지는 황금색이고 푸른색은 X 선, 핑크색은 라디오파 영역 관측 이미지  A giant black hole in the center of the galaxy 4C+29.30 is generating two powerful jets of particles. The image contains X-ray data from NASA's Chandra X-ray Observatory (blue), optical light obtained with the Hubble Space Telescope (gold) and radio waves from the NSF's Very Large Array (pink). (Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/A.Siemiginowska et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA))      
 
 위의 사진에서 허블 우주 망원경의 가시광 영역 관측 사진으로는 사실 노란색의 은하 밖에 보이지 않습니다. 그러나 눈에는 보이지 않는 영역의 파장에서 거대한 제트의 모습이 확인되고 있습니다. 작은 아원자 수준 입자로 갈려진 물질들이 시속 수백만 km 이상 초고속으로 분출되는 제트는 이 블랙홀에 많은 물질이 유입되고 있다는 것을 암시하고 있습니다.
 
 비록 이 정도 거리에 있는 위치에서는 확인할 수 없지만 블랙홀 안쪽으로 떨어진 물질들은 나선 모양으로 빨려들어가면서 원반을 형성하게 되고 사상의 지평면으로 들어가지 못한 물질들은 제트를 따라 밖으로 배출됩니다. 물론 입자단위로 잘게 부숴져서 나오기 때문에 일단 강착 원반까지 우주선이 빨려 들어간다면 블랙홀 안쪽으로 빨려들어간 것과 별로 다르지 않은 최후를 맞게 될 것입니다. 차이라면 잘게 가루가 된 입자가 사상의 지평면 안쪽으로 들어가냐 밖으로 나오느냐겠죠. 그리고 그 입자의 양이 엄청나게 많은 경우에는 이렇게 은하 밖으로 까지 제트를 분출하게 됩니다. 물론 흔하게 볼 수 있는 장면은 아니라고 하겠습니다. (다른 예라면 M87 은하가 있습니다)     
 
 일반적으로 블랙홀에서 이와 같은 막대한 물질의 유입은 드물게 발생할 것으로 생각됩니다. 아마도 8.5 억년 전 이 은하의 중심으로 막대한 물질이 쏟아져 들어가는 어떤 이벤트가 있었을 것으로 생각할 수 있습니다. 별 하나가 운나쁘게 블랙홀 안쪽으로 떨어지는 정도로는 이런 제트의 분출은 생각하기 힘들고 아마도 더 거대한 질량의 물질이 안쪽으로 떨어졌을 것입니다. 물론 우리가 정확히 어떤 일이 있었는지 알기는 어렵습니다. 다만 이것이 거대한 우주 스케일의 장관이라는 건 확실합니다.  
 
 아무튼 눈에 보이는게 전부가 아니라는 속담은 맞는 것 같습니다. 눈에 보이지 않는 파장대의 관측을 통해 미처 보이지 않았던 사실을 알 수 있으니까요.
 
 참고
 
Journal References:
  1. m. A. Sobolewska, Aneta Siemiginowska, G. Migliori, L. Stawarz, M. Jamrozy, D. Evans, C. C. Cheung. Nuclear X-ray properties of the peculiar radio-loud hidden AGN 4C 29.30. The Astrophysical Journal, 2013
 



라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기