Translate

2018년 4월 21일 토요일

우주 이야기 773- 나비 모양의 거대 구조물을 만든 두 개의 블랙홀



(X-ray image of NGC 6240 taken with the Chandra X-Ray Observatory, superimposed on an optical image of the galaxy. The X-ray emission from the two active galactic nuclei can be seen as bright blue point sources. Credit: NASA)


 일반적인 은하 중심에는 거대 질량 블랙홀이 하나씩 존재합니다. 하지만 가끔 두 개의 거대 블랙홀이 공존하는 경우가 있는데 과거 은하 충돌과 합체의 결과로 해석됩니다. 물론 이렇게 가까이 있는 두 개의 블랙홀은 상당히 궤도가 불안정할 수밖에 없어 결국 하나로 합체되는 경우가 대부분입니다. 우주에서 두 개 이상의 중심 블랙홀을 지닌 은하가 드문 이유로 생각됩니다.


 하지만 실제로 합체단계에 있는 거대 질량 블랙홀을 관측하는 것은 매우 드문 일입니다. 이 단계가 은하 전체의 수명에 비해 매우 짧은 시간에 진행되는데다 은하 중심부에는 가스와 별이 집중해 있어 관측이 어렵기 때문입니다. 콜로라도 대학의 연구팀은 은하 NGC 6240에서 이렇게 충돌 단계에 들어선 두 개의 거대 질량 블랙홀을 발견했습니다. 이 대학의 프란시스코 뮐러 산체스(Francisco Müller-Sánchez)와 그 동료들은 찬드라 x선 위성 관측 데이터를 분석해 점점 가까워지는 두 개의 거대 질량 블랙홀과 주변의 고온의 가스 흐름을 관측했습니다. 


 흥미롭게도 두 블랙홀 주변에는 강력한 가스의 흐름이 발견되었는데, 이는 은하 중심부의 가스를 밖으로 밀어내는 역할을 하고 있습니다. 이로 인해 이 은하의 중심부에서는 별의 생성 속도가 느려지는 현상이 나타나고 있습니다. 사실 은하 충돌 자체는 가스의 밀도를 높여 새로운 별의 생성을 촉진합니다. 하지만, 중심부에서는 반대로 가스가 밀려 나가면서 별의 생성이 줄어드는 복잡한 메카니즘이 작용하는 것으로 보입니다. 연구팀은 연간 태양 질량의 100배 정도 되는 물질이 분출되는 것으로 보고 있는데, 은하의 나이를 생각하면 상당한 양이라고 할 수 있습니다.


 독특한 부분은 이렇게 분출한 가스가 3만 광년에 달하는 거대한 나비 모양으로 분포하고 있다는 점입니다. (사진 참조) 우연의 일치겠지만, 아무튼 재미있는 현상임에 분명합니다. 이 두 개의 블랙홀은 결국 나중에 하나로 합쳐지면서 주변으로 강력한 중력파를 방출할 것으로 생각됩니다. 물론 천문학적 세월이 흐른 후의 일이기 때문에 우리는 이를 관측할 수 없지만, 중력파 관측에 성공했기 때문에 우리는 그 결과에 대해서 자신있게 이야기할 수 있습니다.


 참고


 
 F. Müller-Sánchez et al, Two separate outflows in the dual supermassive black hole system NGC 6240, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0033-2

댓글 없음:

댓글 쓰기