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2018년 8월 19일 일요일

우주 이야기 814 - 도넛 모양의 제트


(VLA S-band radio image of NGC 6109 at 0.8 arcsec resolution at 2.99 GHz. The main jet extends to the NW, and a bright knot is located approximately 1200 from the core. 400 SE of the core, a tight swirl of radio emission is seen. This approximately circular component has a radius of 500 and diffuse emission is observed to the NE. The color bar shows the intensity scale in units of Jy beam−1. Credit: Rawes et al., 2018.)


 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 우주에서 가장 강력한 에너지와 물질을 내뿜는 존재입니다. 블랙홀의 양 축으로 제트 jet라고 불리는 강력한 물질의 분출이 관찰되는데, 이는 블랙홀로 흡수되는 물질이 너무 많을 때 외부로 분출되는 것으로 알려져 있습니다. 왜 양축으로 빛에 가까운 속도로 물질이 방출되는지는 정확히 모르지만, 아마도 블랙홀 주변의 강력한 자기장이 원인이라고 생각하고 있습니다. 


 그런데 흥미롭게도 제트가 항상 직선인 것은 아닙니다. 최근 브리스톨 대학의 천문학자들은 도넛 모양의 제트를 발견했습니다. 도넛 형태의 제트는 지구에서 4억 광년 떨어진 전파 은하인 NGC 6109에서 발견된 것으로 Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) 관측 결과는 무려 8만 광년에 달하는 긴 제트를 보여주고 있습니다. 여기까지는 놀랄 일이 아니지만, 반대 방향에 있는 제트 (counter jet)는 도넛 모양을 하고 있습니다. (사진)


 Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) 전파 망원경 이미지는 예상하지 못했던 원형 제트를 보여주는데, 이는 low power radio galaxy 가운데 처음 발견된 것입니다. 물론 이런 이상한 제트가 나타난 이유는 정확히 모르지만, 연구팀은 외부 환경 및 자기장에 따른 변화가 아닐까 추정하고 있습니다. 다만 정확한 이유를 알기 위해서는 더 상세한 관측이 필요합니다. 


 블랙홀의 제트는 수백만도의 초고온 아원자 입자가 광속에 가까운 속도로 방출되는 현상입니다. 은하 중심 블랙홀의 제트는 은하계 전체의 물질 분포를 바꿀 정도로 방출량도 많고 강력한 중력 때문에 에너지도 엄청난 수준입니다. 따라서 그 모양을 이렇게 바꿀 정도의 힘이 무엇인지 상당히 궁금해집니다. 어떤 답이 우리를 기다리고 있을지 모르지만, 천문학자들은 결국 그 대답을 찾아낼 것입니다. 


 참고 


Extreme jet bending on kiloparsec scales : the 'doughnut' in NGC 6109, arXiv:1808.01967 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1808.01967


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