(3-mm GMVA image of the galaxy NGC 1052 showing a compact region at the centre and two jets (bottom), and sketch of the system with an accretion disk and two regions of entangled magnetic fields forming two powerful jets (top). The compact region in the image pinpoints the location of the supermassive black hole at the heart of NGC 1052, and the enormous magnetic fields surrounding the event horizon trigger the two powerful jets observed with our radio telescopes. Credit: Anne-Kathrin Baczko et al., Astronomy & Astrophysics)
천문학자들은 은하 중심 블랙홀 같은 거대 블랙홀과 항성 질량 블랙홀에서 제트의 존재를 찾아냈습니다. 블랙홀의 자전축이나 혹은 강착 원반에 거의 수직방향으로 나오는 강력한 입자의 흐름인 제트는 아직 그 생성 원인을 100% 모르지만, 블랙홀 주변의 자기장이 큰 역할을 하는 것으로 생각되고 있습니다.
블랙홀은 강력한 중력에 비해서 그 표면이라고 할 수 있는 사상의 지평면(Event horizon)이 매우 좁기 때문에 한번에 들어갈 수 있는 물질의 양이 많지 않습니다. 따라서 아이러니하게도 이름과는 달리 많은 물질을 뿜어내게 되는 것입니다. 그런데 이렇게 나오는 물질은 사방으로 퍼지는 것이 아니라 양 축의 거대한 제트를 형성합니다. 이 과정에서 자기장이 영향을 미친다고 보고 있지만, 사실 구체적인 증거는 부족했습니다.
국제 천문학자팀은 지구에서 6천만 광년 떨어진 은하인 NGC 1052의 중심 블랙홀에서 간접적인 방법으로 자기장의 세기를 측정했습니다. 이번에 관측된 범위는 불과 2 광일(light day)에 불과한 좁은 구역으로 0.02~8.3 테슬라(Tesla, 자속밀도의 단위)의 자기장을 밀리미터파 영역에서 확인한 것입니다. 이 작업은 여러 전파 망원경의 협력으로 이뤄졌습니다.
(Three telescopes participating in the Global Millimetre VLBI Array (GMVA): MPIfR’s Effelsberg 100m (above), IRAM’s Pico Veleta 30m (lower left) and Plateau de Bure 15m telescopes (lower right). Credit: IRAM (Pico Veleta & Plateau de Bure); Norbert Junkes (Effelsberg & compilation))
이번 관측의 정밀도는 달표면에 있는 DVD 한 장을 확인할 수 있을 정도라고 하네요. 이렇게 해서 파악한 블랙홀 중심부는 예상처럼 강력한 자기장이 존재했으며 양축으로 물질을 뿜어내는 제트의 기원을 설명할 수 있다고 합니다.
블랙홀은 보통 생각하는 검은 구멍이 아니라 은하계 물질 분포에 큰 영향을 주는 역동적인 천체입니다. 사실 흡수하는 것보다 뿜어내는 물질이 더 많은 경우도 있습니다. 이전에 소개드린바와 같이 이렇게 은하의 가스를 밖으로 뿜어내는 것은 은하의 노화와 밀접한 관련이 있는 것으로 생각됩니다. 블랙홀의 자기장 확인은 그 메카니즘을 이해하는 첫 걸음입니다.
참고
A.-K. Baczko et al. A highly magnetized twin-jet base pinpoints a supermassive black hole, Astronomy & Astrophysics (2016). DOI: 10.1051/0004-6361/201527951
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