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2017년 5월 2일 화요일

우주 이야기 649 - 블랙홀의 부정맥



(Image credit: X-ray: NASA/CXC/MPE/J. Sanders et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA)


 지구에서 1억 4500만 광년 떨어진 곳에 대형 타원 은하인 NGC 4696이 존재합니다. 다른 은하와 마찬가지로 이 타원 은하의 중심에는 거대 질량 블랙홀이 존재합니다. 이 은하의 중심 블랙홀은 활동성이 좋아서 먼 거리에서도 관측이 용이합니다. 나사의 찬드라 X 선 망원경과 허블 우주 망원경, 그리고 미 국립 과학재단의  Karl G. Jansky Very Large Array의 이미지는 이 거대 블랙홀의 비밀을 보여주고 있습니다. 


 사진에서 붉은 색은 고온의 가스의 분포를 보여주는 찬드라 X선 관측 결과이며, 파란색은 블랙홀의 제트에서 나오는 고에너지 입자를 보여주는 칼 G 잔스키 전파 망원경 이미지입니다. 사진에서는 잘 보이지 않지만, 녹색은 주변에 있는 은하와 성단의 모습을 보여주는 허블 우주 망원경 이미지입니다. 


 이 관측 이미지를 통해서 과학자들은 이 거대질량 블랙홀이 불규칙하게 물질을 내뿜고 있다는 것을 알아냈습니다. 블랙홀이 뿜어내는 제트는 보통 흡수하는 물질의 양에 비례하는 데 이것이 규칙적으로 흡수되는 것이 아니라 불규칙하게 흡수되면서 제트로 방출되는 양 역시 불규칙하게 변하게 되는 것입니다. 


 과학자들은  NGC 4696의 물질 분출이 마치 맥박처럼 일시적으로 나왔다가 사라지는 형태라고 보고 있습니다. 그리고 이는 규칙직언 맥박이 아니라 부정맥처럼 강도와 주기가 다양한 물질 방출로 이어집니다. 과학자들은 이를 블랙홀 심장의 부정맥 (The Arrhythmic Beating of a Black Hole Heart)라고 표현했습니다. 각각의 맥박은 500-1000만 년의 간격을 지니는 것으로 보입니다.  


 이와 같은 불규칙한 물질 분출은 은하와 그 주변에 큰 영향을 미치는 것으로 보입니다. 이 강력한 분출은 은하계 내의 물질을 섞어줄 뿐 아니라 가스가 차가워지는 것을 방지해서 새로운 별의 생성을 억제하게 됩니다. 뜨거운 가스가 쉽게 서로 뭉치지 못해 새로운 별이 되지 않기 때문이죠. 


 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 단순히 무엇이든지 흡수하는 괴물이 아니라 은하계의 진화에 큰 영향을 미치는 중요한 천체로 알려져 있습니다. 그런데 이와 같은 사실은 눈에 보이는 가시광 파장보다는 X선처럼 눈에 보이지 않는 파장에서 더 확실히 드러납니다. 찬드라 X선 망원경은 이제까지 블랙홀 관측의 선두에 서서 많은 사실을 알아냈고 앞으로도 그 활약이 계속될 것입니다. 


 참고 





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