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우주 이야기 526 - 차가운 블랙홀의 제트를 직접 확인하다.



(Alma's close-up view of the centre of galaxy NGC 1377 (upper left) reveals a swirling jet. In this colour-coded image, reddish gas clouds are moving away from us, bluish clouds towards us, relative to the galaxy's centre. The Alma image shows light with wavelength around one millimetre from molecules of carbon monoxide (CO). A cartoon view (lower right) shows how these clouds are moving, this time seen from the side. The background colour image of NGC 1377 and its surroundings is a composite made from a visible light images taken at the CTIO 1.5-metre telescope in Chile by H. Roussel et al. (2006) (V filter;http://adsabs.harvard.edu/abs/2006ApJ...646..841R), and in filters r and i by ESO's VLT Survey Telescope [VST] Image credit: CTIO/H. Roussel et al./ESO (left panel); Alma/ESO/NRAO/S. Aalto (top right panel); S. Aalto (lower right panel). Credit: Chalmers University of Technology)


 앞서 여러 차례 전해드린 것처럼 이름과는 다르게 블랙홀은 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나입니다. 블랙홀 흡수된 물질이 다 사상의 지평면 안으로 사라지지 못하고 제트의 형태로 밖으로 배출되기 때문입니다. 블랙홀의 제트와 주변의 강착 원반은 은하의 진화에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 


 최근 칼머스 대학의 수잔 알토 교수(Susanne Aalto, professor of radio astronomy at Chalmers)와 그녀의 동료들은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA를 이용해서 지구에서 7000만 광년 떨어진 은하인 NGC 1377의 거대 질량 블랙홀의 제트를 관측했습니다. 


 일반적으로 블랙홀의 제트는 마찰에 의해 매우 뜨겁게 달궈진 후 분출되기 때문에 적어도 원자핵과 전자가 분리된 뜨거운 플라즈마라고 할 수 있습니다. 하지만 이번 관측에서는 매우 다양한 형태의 제트가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 


 연구팀이 관측한 것은 비교적 차가운 고농도의 가스로 된 제트로 폭 60광년 길이 500광년의 제트였습니다. 속도는 시속 80만km 정도로 매우 빠르긴 하지만 광속에 비해서는 매우 느린 속도입니다. 그리고 일산화탄소 같은 분자를 확인할 수 있었습니다. 


 뜨거운 플라즈마의 제트 대신 이런 차가운 가스의 제트가 존재하는 이유는 다소 확실치 않으나 내뿜는 양이 엄청나서 50만년 정도의 시간 동안 태양 질량의 200만배에 달하는 가스를 뿜어낼 수 있다고 합니다. 이는 은하 중심 블랙홀에 매우 많은 물질이 유입되면서 일시적으로 물질의 배출이 많아졌다는 점을 시사합니다. 상대적으로 차가운 제트 역시 많은 물질이 유입되면서 에너지가 분산된 것이 이유일지 모릅니다. 


 현재 이 블랙홀은 많은 물질을 흡수하면서 빠르게 성장하는 중일 것입니다. 하지만 머지 않은 미래에 물질이 떨어지면서 결국 보통의 블랙홀이 되겠죠. 다만 그 전에 우리에게 관측이 되면서 블랙홀의 진화에 대해서 많은 것을 말해주고 있습니다. 


 참고 


S. Aalto et al. A precessing molecular jet signaling an obscured, growing supermassive black hole in NGC 1377?, Astronomy & Astrophysics (2016). DOI: 10.1051/0004-6361/201527664 

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