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2017년 3월 22일 수요일

우주 이야기 637 - 블랙홀로 빨려들어가는 별



(This artist’s rendering shows the tidal disruption event named ASASSN-14li, where a star wandering too close to a 3-million-solar-mass black hole was torn apart. The debris gathered into an accretion disk around the black hole. New data from NASA's Swift satellite show that the initial formation of the disk was shaped by interactions among incoming and outgoing streams of tidal debris. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center)


 생각보다 흔한 일은 아니지만, 태양 같은 별이 거대 질량 블랙홀 가까이 다가가면 강력한 중력에 의해 빨대로 빨아들이는 것처럼 흡수당하게 됩니다. 물론 블랙홀의 표면이라고 할 수 있는 사상의 지평면은 매우 좁기 때문에 별이 통채로 흡수되는 것은 아니고 별을 이루는 가스가 중력의 차이에 의해 길게 잡아당겨져 블랙홀 주변의 강착원반으로 흡수된 후 천천히 흡수되는 과정을 거치게 됩니다. 이는 TDE (tidal disruption event)라고 불립니다. 


 과학자들은 갑자기 X선 방출량이 많아지는 것을 관측해서 그 존재를 알아낼 순 있지만, 그 상세한 과정은 대부분 너무 먼 곳에 있어 알기가 쉽지 않습니다. 최근 나사의 스위프트 X선 위성은 지구에서 2억 9천만 광년 떨어진 은하에서 ASASSN-14li라고 명명된 TDE를 확인했습니다. 


 이 현상은 대략 태양 질량의 300만배 정도 되는 은하 중심 블랙홀로 태양과 비슷한 별이 흡수되면서 발생한 것입니다. MIT의 드헤라지 파스함(Dheeraj Pasham, an astrophysicist at the Massachusetts Institute of Technology (MIT))을 비롯한 연구팀은 이를 X선, 적외선, 가시광 영역에서 확인했습니다. 


 연구팀에 의하면 태양 질량의 1만 배가 넘는 블랙홀 주변으로 별이 다가갈 경우 자체 중력으로 가스를 잡아두기 어렵고 블랙홀과의 거리에 따른 중력의 차이 (즉 블랙홀과 가까운 쪽이 중력이 더 커서 별이 잡아당겨지는 것)로 인해 별이 크게 잡아당겨져 흡수되는 운명을 겪게 됩니다. 


 태양질량의 300만배에 달하는 블랙홀은 사상의 지평면의 크기가 태양의 13배 정도이며 주변의 가스의 모임인 강착원반은 지구 - 태양 거리의 두 배 정도까지 형성됩니다. 연구팀은 여기서 별이 흡수되는 과정을 상세하게 관측해 그 지도를 만들 수 있었습니다. 



 (동영상) 


 최후의 순간 별이 그리는 나선은 죽음의 나선 (Death Spiral)이라고 할 수 있습니다. 지구에서 매우 먼 거리에서 발생하는 일이지만, 최신 관측 기술의 도움을 받아 과학자들은 별이 최후에 선보이는 죽음의 춤을 목격한 것입니다. 


 참고 


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