기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 222 - 작지만 강력한 블랙홀 MQ1




 블랙홀은 질량에 따라 크게 몇 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 은하 중심에 위치한 초 거대 질량 블랙홀 (SuperMassive BlackHole, SMBH) 의 경우 태양 질량의 수백만배 이상의 거대한 블랙홀인 반면 질량이 큰 별이 마지막에 최후로 남기고 간 항성 질량 블랙홀 (Stellar mass black hole) 은 대개 태양 질량의 3배에서 수십배 사이 질량을 가지고 있습니다.


 당연히 은하에서 가장 밀도가 높은 지역인 은하 중심에 위치한 블랙홀은 매우 많은 물질을 빨아들이는 반면 항성 질량 블랙홀은 작은 양의 물질을 빨아들이게 됩니다. 그렇게 되면 빨아들이지 못하는 물질이 빠져나와 생기는 제트 (jet) 의 크기나 에너지 역시 은하 중심 블랙홀이 훨씬 클 수 밖에 없죠. 이 중에서 특히 큰 것은 퀘이사라고 불립니다. 


 그런데 분명 은하 중심 블랙홀도 아닌 조금 큰 항성 질량 블랙홀인데 보통의 블랙홀보다 훨씬 강력한 에너지를 내뿜는 블랙홀들이 존재합니다. 이들은 마이크로퀘이사 (microquasar) 라고 불리는데 그 정체는 동반성이나 주변에 있는 가스를 대량으로 빨아들이는 항성 질량 블랙홀입니다. 이들은 우리 은하계에서도 몇개 안되는 희귀한 존재들입니다.  


 국제 전파 천문학 연구 센터 ( International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR)) 에 참여한 미국과 호주의 천문학자들은 우리 은하계에서 약 1500 만 광년 정도 떨어진 M83 은하 (남쪽 바람개비 은하라고도 불림. Southern Pinwheel Galaxy/ Messier 83 / NGC 5236 ) 을 상세히 관측해서 여기서 새로운 마이크로퀘이사 MQ1 을 발견했습니다. 


 이 마이크로퀘이사는 거리도 거리지만 방출하는 에너지가 가장 잘알려진 우리 은하내의 마이크로퀘이사인 SS433 의 10 배가 넘는 것으로 나타났다고 합니다. 블랙홀의 지름 (즉 슈바르츠실트 반지름 X2) 은 100 km 에 불과하지만 그 질량은 태양계 전체 보다 훨씬 크며 여기서 나오는 강력한 제트는 양쪽 방향으로 무려 20 광년에 달한다고 합니다. 블랙홀 자체의 크기와 비교할 때 정말 어마어마한 크기라고 할 수 이습니다. 덕분에 지구에서 1500 만 광년 거리에서도 관측이 가능한 것이죠. 



(M83 은하와 MQ1 마이크로퀘이사의 관측. 클릭하면 원본 Nearby spiral galaxy M83 and the MQ1 system with jets, as seen by the Hubble Space Telescope. The blue circle marks the position of the MQ1 system in the galaxy (shown inset).
Credit: M83 - NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (WFC3/UVIS, STScI-PRC14-04a).MQ1 inset - W. P. Blair (Johns Hopkins University) & R. Soria (ICRAR-Curtin)  )  



(우리 은하에 존재하는 마이크로 퀘이사인 SS433 의 개념도. 동반성으로 부터 막대한 물질을 빨아들이면서 강착 원반에 수직으로 강력한 제트를 뿜어내고 있음  Public domain work of NASA artist. Selected as Astronomy Picture Of The Day for March 6, 1996,) 


 이 마이크로 퀘이사는 멀리 떨어진 거리에도 불구하고 허블 우주 망원경을 통해 가장 상세한 관측이 이뤄진 마이크로 퀘이사라고 합니다. 연구의 리더인 로버트 소리아 박사 ( Dr Roberto Soria,  Curtin University &  International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) ) 는 이런 마이크로 퀘이사들이 현재는 매우 드물지만 초기 우주에는 매우 흔했을 것으로 생각하고 있다면서 이에 대한 연구가 초기 우주와 은하의 모습을 이해하는데 도움을 줄 것이라고 언급했습니다. 


 아무튼 작은 크기 (?) 에 비해 아주 강력한 블랙홀인 셈인데 작은 고추가 맵다라는 우리 속담에도 부합하는 녀석인 것 같습니다. 이 연구는 Science 에 실렸습니다. 


 참고 


Journal Reference:
  1. R. Soria, K. S. Long, W. P. Blair, L. Godfrey, K. D. Kuntz, E. Lenc, C. Stockdale, P. F. Winkler. Super-Eddington Mechanical Power of an Accreting Black Hole in M83. Science, 2014; DOI: 10.1126/science.1248759
  




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

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

상어 비늘을 흉내낸 항공기 스킨 - 에어로샤크

  (출처: 루프트한자 그룹) ​ ​ 몇년 전 소개드린 바 있는 에어로샤크(AeroSHARK)가 유럽 항공 안전국(EASA)으로부터 에어버스 A330-300에 탑재해도 좋다는 승인을 받아 적용 범위를 확장하게 됐습니다. 상어의 비늘을 모방해서 항력을 낮추는 에어로샤크는 가벼운 필름 형태로 부착해서 항공기의 연료 효율을 높일 수 있습니다. ​ 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222658782756 ​ 항공기를 잡아당기는 항력 (drag)은 항공기의 연료 소모를 증가시키는 원인 중 하나입니다. 여객기의 알루미늄 합금 동체는 만져보면 매끄럽게 느껴지지만, 사실 표면은 미세하게 거친 상태입니다. 비행기가 시속 890km의 속도로 대기를 뚫고 나아갈 때 얇은 공기층이 동체에 달라붙는데, 표면과 이 공기층 사이에는 약 1밀리미터 두께의 아주 작은 틈이 있습니다. 점성 하층이라고 불리는 이 틈은 소용돌이가 무질서하게 뒤섞인 공기 덩어리입니다. ​ 이 얇은 난류층은 표면 마찰 항력을 발생시킵니다. 이는 전체 공기역학적 항력의 약 50%를 차지하며, 성능과 비행 효율을 떨어뜨리는 요인입니다. 그런데 사실 상어는 수억 년 전부터 기발한 방법으로 물속에서 항력을 낮춰왔습니다. 상어는 작고 이빨처럼 생긴 비늘인 피부치상돌기를 지니고 있습니다. 상어의 몸을 따라 길게 뻗어 있는 이 작은 돌기들은 물이 상어의 몸 위로 흐를 때, 미세한 소용돌이가 피부에 직접 닿지 않도록 막습니다. 이렇게 하면 난류가 억제되어 상어가 빠르고 부드럽게 헤엄칠 수 있게 됩니다. ​ ​ 에어로사크는 자연의 디자인을 모방하여 유사한 효과를 냅니다. 이는 상어 이빨 능선의 기하학적 구조와 높이, 간격을 흉내낸 50마이크로미터 크기의 홈이 새겨진 인공 고분자 필름입니다. 이 얇은 필름을 비행기 동체에 붙으면 비행당 연료 소비량과 배출량을 1% 줄일 수 있으며, 날개와 꼬리날개에도 붙인 경우 최대 2%까지 줄일 수 있습니다. ​ 디스커버 항공은 자사의 에어버스 ...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기