기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 795 - 블랙홀로 흡수되는 별을 관측하다.



(Artist conception of a tidal disruption event (TDE) that happens when a star passes fatally close to a supermassive black hole, which reacts by launching a relativistic jet. Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)

(Artist conception of a tidal disruption event (TDE) that happens when a star passes fatally close to a supermassive black hole, which reacts by launching a relativistic jet. It zooms out of the central region of its host galaxy, Arp299B, which is undergoing a merging process with Arp299A (the galaxy to the left). Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI)


 천문학자들이 블랙홀로 흡수되는 별의 모습을 실시간으로 포착하는데 성공했습니다. 지구에서 1억5천만 광년 떨어진 Arp299 은하는 두 은하가 충돌하면서 형성된 새로운 은하로 이 과정에서 많은 별이 은하 중심 블랙홀로 흡수되는 것으로 보입니다. 하지만 그 장면을 포착한 것은 우연이었습니다. 


 Arp299는 수많은 초신성이 관측된 은하로 초신성 공장이라고 알려져 있습니다. 2005년 1월 30일 William Herschel 망원경은 충돌 중인 두 은하핵 가운데 하나에서 매우 밝은 적외선 방출을 발견했습니다. 이후 미 국립 과학재단의 Very Long Baseline Array (VLBA) 전파망원경 역시 2005년 7월 17일 강한 전파 방출원을 발견해 초신성으로 생각하고 관측을 진행했습니다. 


 그런데 천문학자들은 이 전파원이 사실은 초신성이 아니라는 것을 뒤늦게 발견했습니다. VLBA를 비롯한 여러 전파 망원경 관측 결과 사실 이 이벤트는 거대 질량 블랙홀 주변으로 끌려간 별이 흡수되면서 사라지는 조석 파괴 이벤트 tidal disruption event (TDE)였던 것입니다. 


 해당 블랙홀은 태양 질량의 2000만배에 달하는 질량을 지니고 있는데, 불운하게 가까이 다가간 별은 결국 이 블랙홀에 흡수되는 운명이 됩니다. 하지만 이 과정은 생각보다 오래 진행될 수 있습니다. 블랙홀에 근접하면 별의 모양은 한쪽이 길게 늘어나는데, 블랙홀에 가까운 쪽의 중력이 먼 쪽의 중력보다 훨씬 강해서 마치 잡아당기는 형태가 되기 때문입니다. 결국 길게 늘어난 별은 블랙홀에 가까운 쪽부터 흡수됩니다. (모식도 참조) 


 이 과정 자체는 직접 포착하기 어렵지만, 그 결과로 나오는 블랙홀의 제트를 통해서 어떤 일이 일어났는지 추정이 가능합니다. 과학자들은 10년여에 걸쳐 이 과정을 포착할 수 있는 드문 기회를 얻은 것입니다. 앞서 소개드린 것과 같이 TDE 자체는 드물지 않지만, 이 전과정을 상세히 관측할 수 있는 경우는 흔치 않습니다. Arp 299의 경우 주변에 두꺼운 먼지와 가스 구름이 없어 운좋게 이 과정을 관측할 수 있게 됐습니다. 


 현재 흡수 중인 별은 태양 질량의 2배 정도 되는 크기로 추정됩니다. 먼 미래 안드로메다 은하와 우리 은하가 충돌하는 시점에도 태양 같은 별이 블랙홀 주변으로 다가가 여러 차례 흡수되는 운명을 겪을 것입니다. Arp 299는 우리 은하의 미래를 먼저 보여주고 있습니다.


 참고 


 S. Mattila el al., "A dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy merger," Science (2018). science.sciencemag.org/lookup/ … 1126/science.aao4669

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율
댓글 4개
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html
댓글 쓰기
자세한 내용 보기