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2016년 5월 25일 수요일

우주 이야기 498 - 우주 초기의 거대 질량 블랙홀



(This artist's impression shows a possible seed for the formation of a supermassive black hole. Two of these possible seeds were discovered by an Italian team, using three space telescopes: the NASA Chandra X-ray Observatory, the NASA/ESA Hubble Space Telescope, and the NASA Spitzer Space Telescope. Credit: NASA/CXC/M. Weiss)


(This image shows one of two detected supermassive black hole seeds, OBJ29323, as it is seen by the NASA/ESA Hubble Space Telescope. Credit: NASA/STScI/ESA)


 이탈리아 과학자들이 나사의 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경, 찬드라 X 선 망원경의 데이터를 이용해서 거대 질량 블랙홀 (supermassive black hole)이 생성되는 원인에 대한 중요한 가설을 검증했습니다. 


 우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대질량 블랙홀이 존재합니다. 그리고 다른 은하의 중심부에도 역시 거대 질량 블랙홀이 있습니다. 이 거대 블랙홀의 생성을 설명하는 데는 크게 두 가지 가설이 있다고 합니다. 


 첫 번째는 태양 질량의 수백배가 넘는 거대한 별인 1세대 별이 남긴 블랙홀들이 합체와 물질 흡수를 거쳐 커졌다는 것입니다. 두 번째는 그냥 고밀도의 가스에서 거대한 질량의 블랙홀이 바로 발생했다는 것입니다. 전자는 작은 블랙홀 여러 개가 합쳐지는 것이고 후자는 큰 블랙홀이 한 번에 생성되는 것입니다.


 연구팀은 우주 망원경의 데이터를 사용해서 빅뱅 직후 10억년 만에 발생한 대형 블랙홀 2개를 발견했습니다. 이들은 우주 초기임에도 불구하고 태양 질량의 10만 배에 달하는 질량을 가지고 있었습니다. 이런 블랙홀이 초신성에서 생성된 블랙홀에서 생겨나기에는 시간이 짧기 때문에 이번 발견은 높은 밀도를 지닌 은하 중심부 가스에서 바로 거대 블랙홀이 탄생했다는 가설을 지지하고 있습니다. 


 물론 이것만으로 결론을 내리기는 어려울 수 있습니다. 어쩌면 두 가지 모두 가능할 수도 있고 다른 방식으로 생성되었을 수도 있기 때문입니다. 은하 중심 블랙홀은 단순히 큰 블랙홀을 넘어 은하의 진화에 중요한 핵심 요소이므로 앞으로 그 생성과 성질의 연구는 계속될 것입니다. 



 참고 


"First Identification of Direct Collapse Black Hole Candidates in the Early Universe in CANDELS/GOODS-S," Fabio Pacucci et al., 2016, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , mnras.oxfordjournals.org/content/459/2/1432.abstract , arxiv.org/abs/1603.08522 





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