(X-ray and optical composite. A ricocheting jet blasting from a giant black hole has been captured by Chandra. These images of Cygnus A show X-rays from Chandra and an optical view from Hubble of the galaxies and stars in the same field of view. Chandra's data reveal the presence of a powerful jet of particles and electromagnetic energy that has shot out from the black hole and slammed into a wall of hot gas, then ricocheted to punch a hole in a cloud of energetic particles, before it collides with another part of the gas wall. Credit: X-ray: NASA/CXC/Columbia Univ./A. Johnson et al.; Optical: NASA/STScI)
(View from above. The hole is visible because the path of the rebounding jet between hotspots E and D is almost directly along the line of sight to Earth, as shown by the schematic figure depicting the view of Cygnus A from above. A similar rebounding of the jet likely occurred between hotspots A and B but the hole is not visible because the path is not along the Earth's line of sight. Credit: NASA/CXC/M.Weiss)
찬드라 X선 관측 위성이 거대 질량 블랙홀에서 튀어나오는 제트가 주변 가스와 충돌해 튕겨나가는 장면을 목격했습니다. 지구에서 7억6천만 광년 떨어진 시그너스 A(Cygnus A)는 매우 강력한 활동 은하핵으로 양방향으로 강력한 제트를 분출하고 있습니다. 수백만도의 초고온으로 가열된 입자들은 X선 영역에서 밝게 빛나기 때문에 찬드라를 통해 쉽게 관측이 가능합니다. 찬드라 X선 센터의 과학자들은 23일에 걸쳐 이 과정을 상세히 관측했습니다.
이번 관측에서 밝혀진 흥미로운 사실은 이렇게 나온 제트의 입자가 전하를 지닌 분자 구름과 충돌해 반사된다는 사실입니다. 물론 블랙홀에서 나오는 제트는 강력한 중력과 자기장의 힘으로 블랙홀에서 뿜어져 나오기 때문에 성간 분자 구름 정도는 그대로 뚫고 나가게 됩니다. 하지만 대략 5-10만 광년 떨어진 거리에서는 제트 입자의 밀도와 속도가 약해져 튀어오르는 현상이 발생하는 것입니다.
이 과정은 제트와 분자 구름이 충돌하는 장소인 핫 스팟 A, B, D, E에서 관측할 수 있습니다. 더 나아가 D와 E 사이에는 제트로 인한 구멍이 명확하게 관측되고 있습니다. 이렇게 은하 사이를 오가는 제트의 흐름 때문에 은하계 내부의 가스 온도가 올라가 은하 내 성간 가스의 온도가 올라가고 이로 인해 가스가 수축해 뭉치는 것을 방해한다고 생각되고 있습니다. 그 결과 새로운 별의 생성이 억제되는 것이죠.
블랙홀은 흔히 묘사되듯이 기분 나쁘게 모든 걸 빨아들이는 검은 구멍이 아니라 많은 질량을 재분배해 은하의 진화에 결정적인 영향을 미치는 조절자라고 할 수 있습니다. 블랙홀의 제트가 이렇게 광범위한 범위에 걸쳐 영향을 미칠 수 있다는 점도 흥미로운 발견 같습니다.
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