별을 집어 삼키는 블랙홀

 

  감마선 버스트 (Gamma Ray Burst : GRB) 는 우주에서 일어나는 가장 강력한 폭발 가운데 하나다. 지난 수십년간 과학자들은 이를 측정하기 위해 다양한 위성을 발사했는데 가장 최신의 성과를 거두고 있는 위성은 나사의 스위프트 (Swift) 위성이다. 스위프트는 스위프트 감마선 버스트 관측 미션 (Swift Gamma Ray Bursts Mission) 을 진행중에 있었는데 올해 3월경에 매우 특이한 GRB 를 관측했다.

 GRB 110328A 는 명칭처럼 2011 년 3월 28일 관측된 감마선 버스트이다. 이 감마선 버스트는 지구에서 약 38 억 광년 있는 곳에서 발생했으며 따라서 38 억년 전에 발생한 이벤트라고 할 수 있다. 방출된 에너지 총량은 5×10⁴⁸  ergs 에 달한다. 이 감마선 버스트를 일으킨 천체는 Swift J164449.3+573451 라는 명칭을 얻었다.

 이 감마선 버스트가 특이한 점은 바로 그 시간에 있다. 대개의 감마선 버스트는 초신성 폭발이나 블랙홀의 탄생에서 비롯되므로 길어도 수백초정도 짧은 시간 동안 지속되는 반면 이 감마선 버스트는 수일에 걸쳐 에너지를 방출했다는 점이다.

 D. N. Burrows 와 B. A. Zauderer 를 비롯한 연구자들은 이와 같은 현상의 원인으로 이 감마선 버스트의 정체가 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀 (Super massive black hole) 보다 2배 정도 거대한 (태양 질량의 800 만배) 은하 중심 블랙홀이 별을 집어삼킨 결과라는 가설을 내놓았다.

 이 블랙홀은 역시 외계 은하의 중심에 있는데 태양 같은 항성을 집어 삼키면서 강력한 조석력에 의해 항성이 분해되면서 빨려들어갔으며 곧 강착 원반과 그 수직축으로 제트를 형성했다고 보고 있다. (그 메카니즘에 대해서는 이전 포스팅 참조  http://blog.naver.com/jjy0501/100130391818  ) 그리고 이 제트의 방향이 바로 지구쪽으로 향해서 우리가 감마선의 형태로 관측하고 있다고 생각된다. 즉 우리는 멀리 떨어진 거대 블랙홀이 별을 집어 삼키는 모습을 관측한 것이다.

 ( images from Swift's Ultraviolet/Optical (white, purple) and X-Ray telescopes (yellow and red) were combined to make this view of Swift J1644+57. Evidence of the flares is seen only in the X-ray image, which is a 3.4-hour exposure taken on March 28, 2011. (Credit: NASA/Swift/Stefan Immler) )

 이 연구 결과들은 네이처에 기재되었다.  

 

출처 : 

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110824142847.htm

Journal References:

1. B. A. Zauderer, E. Berger, A. M. Soderberg, A. Loeb, R. Narayan, D. A. Frail, G. R. Petitpas, A. Brunthaler, R. Chornock, J. M. Carpenter, G. G. Pooley, K. Mooley, S. R. Kulkarni, R. Margutti, D. B. Fox, E. Nakar, N. A. Patel, N. H. Volgenau, T. L. Culverhouse, M. F. Bietenholz, M. P. Rupen, W. Max-Moerbeck, A. C. S. Readhead, J. Richards, M. Shepherd, S. Storm, C. L. H. Hull. Birth of a relativistic outflow in the unusual γ-ray transient Swift J164449.3 573451. Nature, 2011; 476 (7361): 425 DOI: 10.1038/nature10366
2. D. N. Burrows, J. A. Kennea, G. Ghisellini, V. Mangano, B. Zhang, K. L. Page, M. Eracleous, P. Romano, T. Sakamoto, A. D. Falcone, J. P. Osborne, S. Campana, A. P. Beardmore, A. A. Breeveld, M. M. Chester, R. Corbet, S. Covino, J. R. Cummings, P. D'Avanzo, V. D'Elia, P. Esposito, P. A. Evans, D. Fugazza, J. M. Gelbord, K. Hiroi, S. T. Holland, K. Y. Huang, M. Im, G. Israel, Y. Jeon, Y.-B. Jeon, H. D. Jun, N. Kawai, J. H. Kim, H. A. Krimm, F. E. Marshall, P. Mészáros, H. Negoro, N. Omodei, W.-K. Park, J. S. Perkins, M. Sugizaki, H.-I. Sung, G. Tagliaferri, E. Troja, Y. Ueda, Y. Urata, R. Usui, L. A. Antonelli, S. D. Barthelmy, G. Cusumano, P. Giommi, A. Melandri, M. Perri, J. L. Racusin, B. Sbarufatti, M. H. Siegel, N. Gehrels. Relativistic jet activity from the tidal disruption of a star by a massive black hole. Nature, 2011; 476 (7361): 421 DOI:10.1038/nature10374