기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 158 - 거대 블랙홀이 만든 초대형 제트




 이전에 여러차례 소개드렸듯이 블랙홀 안쪽으로 많은 물질이 빨려 들어갈 때는 강착 원반과 이에 수직인 제트 (jet) 가 형성됩니다. 블랙홀에서 양 방향으로 뿜어져 나오는 제트는 초고온 초고속의 물질로 몇몇 은하의 중심 블랙홀에서는 때때로 은하 외부로 뻗어나오는 거대한 제트를 관측할 수 있습니다. 그리고 이 제트와 강착 원반은 가시 광선 영역보다는 고온의 물질에서 나오는 X 선 및 다른 전자기파 영역에서 더 잘 관측됩니다. 이에 대한 내용은 이전 포스트 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100168238710 ) 를 참조해 주시기 바랍니다. 



 최근 찬드라 X 선 망원경과 허블 우주 망원경, 그리고 지상의 전파 망원경들이 서로 협력해서 관측한 은하 4C+29.30 는 지구에서 약 8.5 억 광년 정도 떨어진 은하입니다. 이 은하 중심에는 매우 활발하게 물질을 분출하는 블랙홀이 존재합니다. 이미 여러 차례 이전에도 언급한 바 있지만 모든 것을 흡수하는 천체라는 블랙홀의 일반적인 이미지와는 달리 실제로 너무 많은 물질이 블랙홀의 안쪽으로 떨어질 때 모두 다 흡수되지 못하고 상당 부분은 제트의 형태로 외부로 배출되게 됩니다. 실제로 우주에서 가장 강력하게 물질을 분사하는 천체가 블랙홀이라고 할 수 있습니다. 


 아무튼 이 은하 역시 중심에 태양 질량의 약 1 억 배 가량 된다고 추정되는 거대 질량 블랙홀 (SMBH Supermassive Black Hole) 은 은하의 외부로까지 보이는 거대한 제트를 양 방향으로 분사하고 있습니다. 이 모습을 세가지 다른 파장 - X 선, 가시 광선, 라디오파 - 에서 관측한 자료를 토대로 합성 이미지를 구성해 보면 전체적인 모습을 더 잘 파악할 수 있습니다. 



( 4C+29.30  합성 이미지. 허블 망원경이 구한 광학 이미지는 황금색이고 푸른색은 X 선, 핑크색은 라디오파 영역 관측 이미지  A giant black hole in the center of the galaxy 4C+29.30 is generating two powerful jets of particles. The image contains X-ray data from NASA's Chandra X-ray Observatory (blue), optical light obtained with the Hubble Space Telescope (gold) and radio waves from the NSF's Very Large Array (pink). (Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/A.Siemiginowska et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA))      
 
 위의 사진에서 허블 우주 망원경의 가시광 영역 관측 사진으로는 사실 노란색의 은하 밖에 보이지 않습니다. 그러나 눈에는 보이지 않는 영역의 파장에서 거대한 제트의 모습이 확인되고 있습니다. 작은 아원자 수준 입자로 갈려진 물질들이 시속 수백만 km 이상 초고속으로 분출되는 제트는 이 블랙홀에 많은 물질이 유입되고 있다는 것을 암시하고 있습니다.
 
 비록 이 정도 거리에 있는 위치에서는 확인할 수 없지만 블랙홀 안쪽으로 떨어진 물질들은 나선 모양으로 빨려들어가면서 원반을 형성하게 되고 사상의 지평면으로 들어가지 못한 물질들은 제트를 따라 밖으로 배출됩니다. 물론 입자단위로 잘게 부숴져서 나오기 때문에 일단 강착 원반까지 우주선이 빨려 들어간다면 블랙홀 안쪽으로 빨려들어간 것과 별로 다르지 않은 최후를 맞게 될 것입니다. 차이라면 잘게 가루가 된 입자가 사상의 지평면 안쪽으로 들어가냐 밖으로 나오느냐겠죠. 그리고 그 입자의 양이 엄청나게 많은 경우에는 이렇게 은하 밖으로 까지 제트를 분출하게 됩니다. 물론 흔하게 볼 수 있는 장면은 아니라고 하겠습니다. (다른 예라면 M87 은하가 있습니다)     
 
 일반적으로 블랙홀에서 이와 같은 막대한 물질의 유입은 드물게 발생할 것으로 생각됩니다. 아마도 8.5 억년 전 이 은하의 중심으로 막대한 물질이 쏟아져 들어가는 어떤 이벤트가 있었을 것으로 생각할 수 있습니다. 별 하나가 운나쁘게 블랙홀 안쪽으로 떨어지는 정도로는 이런 제트의 분출은 생각하기 힘들고 아마도 더 거대한 질량의 물질이 안쪽으로 떨어졌을 것입니다. 물론 우리가 정확히 어떤 일이 있었는지 알기는 어렵습니다. 다만 이것이 거대한 우주 스케일의 장관이라는 건 확실합니다.  
 
 아무튼 눈에 보이는게 전부가 아니라는 속담은 맞는 것 같습니다. 눈에 보이지 않는 파장대의 관측을 통해 미처 보이지 않았던 사실을 알 수 있으니까요.
 
 참고
 
Journal References:
  1. m. A. Sobolewska, Aneta Siemiginowska, G. Migliori, L. Stawarz, M. Jamrozy, D. Evans, C. C. Cheung. Nuclear X-ray properties of the peculiar radio-loud hidden AGN 4C 29.30. The Astrophysical Journal, 2013
 



라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

벽돌 속에 전기를 저장하는 코팅

  ( Red brick device developed by chemists at Washington University in St. Louis lights up a green light-emitting diode. The photo shows the core-shell architecture of a nanofibrillar PEDOT-coated brick electrode. Credit: D'Arcy laboratory, Department of Chemistry, Washington University in St. Louis )  신재생 에너지 확대와 에너지를 24시간 차질 없이 공급해야 하는 기업과 기관 (예를 들어 병원, 금용기관, 중요 산업 시스템 및 기타 갑자기 시스템을 중지할 수 없는 분야)이 증가함에 따라 에너지 저장 장치 (ESS)의 수요 역시 가파르게 증가하고 있습니다. 특히 풍력과 태양광처럼 에너지 생산량 변동이 심한 에너지원이 보급되면서 값싸고 안전하게 대량의 에너지를 저장할 수 있는 방법의 요구가 커지고 있습니다.   워싱턴 대학 줄리오 다르시 ( Julio D'Arcy ) 교수가 이끄는 연구팀은 평범한 벽돌에 전기를 저장할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀의 접근법은 전기가 통하는 폴리머 소재인  PEDOT를 코팅해 벽돌 자체를 슈퍼 커패시터 (콘덴서)로 만드는 것입니다. 화학 배터리 대신 슈퍼 커패시터에 전기를 저장하는 연구는 일찍부터 있어왔지만, 흔한 벽돌 소재의 슈퍼 커패시터는 참신한 시도라고 할 수 있습니다. 벽돌에 에너지를 저장하려는 시도 역시 이전에도 있었지만, 대개 열을 저장하는 방식이었고 전기 자체를 저장하는 방식은 새로운 시도입니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221592595133  연구팀에 따르면 일반적인 크기의 벽돌에 PEDOT 소재를 코팅할 경우 최대 10분 정도 LED 전...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기