(A radio image from the NSF’s Karl G. Jansky Very Large Array showing the center of our galaxy. The mysterious radio filament is the curved line located near the center of the image, & the supermassive black hole Sagittarius A* (Sgr A*), is shown by the bright source near the bottom of the image. Credit: NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.)
우리 은하 중심에는 거대 질량 블랙홀이 있습니다. 궁수자리 A* (Sagittarius A* (Sgr A*))라고 불리는 이 블랙홀 주변에는 가스와 별이 만드는 복잡한 구조들이 있어 과학자들의 주된 연구 대상이 되고 있습니다. 2016년 노스웨스턴 대학의 연구팀은 미 국립 과학재단의 Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) 전파 망원경을 이용해서 궁수자리 A*에 2.3광년 길이의 거대 필라멘트가 존재한다는 사실을 밝혀냈습니다.
이후 캘리포니아 대학의 마크 모리스 (Mark Morris of the University of California, Los Angeles)가 이끄는 천문학자팀은 다시 이 구조물에 대해서 세밀한 관측을 시행해 역대 가장 높은 해상도의 이미지를 얻는데 성공했습니다. 이 필라멘트 구조물은 마치 블랙홀 중심부에서 나오는 실타래처럼 생겼지만, 제트와는 방향과 물질의 속도가 다르기 때문에 쉽게 구분이 가능합니다.
연구팀은 이 필라멘트의 정체에 대해서 세 가지 가설을 제시했습니다. 첫 번째 가설은 블랙홀의 제트와 강착 원반의 강력한 물질의 흐름과 자기장으로 인해 고속의 입자가 밖으로 나오면서 생긴 구조물이라는 것입니다. 두 번째 가설은 더 대담한 것으로 이론적으로 예측된 우주끈 (cosmic string)의 일종이라는 것입니다. 세 번째 가설은 그냥 블랙홀과 관련이 없는 가스의 흐름이 중력에 이끌린 것이라는 설명입니다.
어떤 것이 옳은지는 아직 판단하기 힘들지만, 지속적인 관측을 통해 필라멘트의 변화와 이동을 확인한다면 여기서 결정적인 단서가 얻어질 가능성이 큽니다. 특히 우연히 중력에 이끌린 것이라면 금방 판명이 될 것으로 보입니다. 우주끈이라면 더 흥미로운 연구가 될 것으로 보입니다. 다만 사실은 첫 번째 가능성이 제일 높을 것 같습니다.
은하 중심 블랙홀은 매우 강한 중력과 높은 밀도가 지배하는 공간으로 은하계에서 가장 흥미로운 장소 가운데 하나입니다. 앞으로 계속해서 이 장소에서 새로운 연구 결과가 쏟아질 것으로 예상됩니다.
참고
Mark R. Morris et al. A Nonthermal Radio Filament Connected to the Galactic Black Hole?, The Astrophysical Journal (2017). DOI: 10.3847/2041-8213/aa9985 , On Arxiv: https://arxiv.org/abs/1711.04190
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