우주 이야기 403 - 블랙홀의 제트가 만드는 별

(Left: A Hubble Space Telescope optical image of the ionized atomic gas in IC5063, including Hb and [OIII] emission related to the jet. Overlaid is the jet radio emission, displayed in blue (see Dasyra et al. 2015 and references therein). Right: Contours of the ionized gas [FeII] emission showing the winds in our line of sight. Contours of different colors correspond to winds with different starting points. In magenta, we mark the region where > 10% of the line emission comes from gas in the wind. Credit: National and Kapodistrian University of Athens )​

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 블랙홀이라고 하면 역시 뭐든지 흡수하는 천체라는 선입견이 강합니다. 물론 사상의 지평면 이하로 떨어진다면 맞는 말이지만, 실제로는 막대한 물질이 그 이전에 블랙홀을 탈출할 수 있습니다. 특히 블랙홀 주변의 물질의 소용돌이인 강착원반과 블랙홀의 상호 작용에 의해서 강력한 물질의 분출인 제트(jet)가 발생합니다.

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 제트가 발생하는 기전은 아직 100% 이해되지 못하고 있으나 자기장의 힘으로 인해 생긴다는 가설이 가장 널리 받아들여지고 있습니다. 제트는 종종 수천 광년에 달하는 거대한 물질의 흐름을 만들며 우주에서 가장 밝은 천체 현상 중 하나입니다. 특히 은하 중심에 있는 태양 질량의 수백만배에서 수십억배의 거대 블랙홀에서 발생되는 제트는 엄청난 물질을 아광속으로 뿜어냅니다.

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 칼리오피 다스이라 박사(Dr Kalliopi Dasyra )가 이끄는 천문학자팀은 허블 우주 망원경, 유럽 남방 천문대의 VLT의 적외선 이미지, 전파 망원경 데이터 등을 이용해서 지구에서 160만 광년 떨어진 은하인 IC5063를 관측했습니다.

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 이 은하의 중심 블랙홀은 무려 3,000광년에 달하는 거대한 제트를 방출하고 있는데, 독특한 점은 수직 방향이 아니라 거의 평행하게 제트를 방출한다는 것입니다. 따라서 이 블랙홀의 제트는 은하를 관통하게 됩니다. 아마도 이 블랙홀의 자전축이 기울어져 있을 가능성이 높아 보입니다.

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 연구팀은 이 강력한 제트가 은하에 있는 성간 가스와 만나 다양한 충격파를 만들고 가스의 밀도를 높이는 것을 확인했습니다. 이로 인해 수소 가스를 비롯한 이온과 원자들이 초속 600km에서 1,200km의 속도로 움직이는 것이 관측된 것입니다.

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 이렇게 성간 가스의 '바람'이 생기면 결국 성간 물질의 밀도가 증가하는 장소가 생기면서 여기서 별이 탄생하게 됩니다. 블랙홀의 제트가 별의 형성을 돕는 것이죠.

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  은하 중심 블랙홀은 별을 한번에 삼킬 수도 있지만, 은하의 진화와 별의 생성에도 영향을 미칠 수 있다고 알려져 있습니다. 이번 연구는 블랙홀이 별을 탄생시킬 수 있음을 보여주는 또 다른 증거입니다.

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 참고

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   A radio jet drives a molecular and atomic gas outflow in multiple regions within one square kiloparsec of the nucleus of the nearby galaxy IC5063.arxiv.org/abs/1503.05484                                        

http://phys.org/news/2015-12-jet-black-hole-multiple-nearby.html#jCp

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