우주 이야기 948 - 퀘이사의 진짜 색은?

(Figure 3—red vs blue quasar: Red quasar: A brief transitional phase where the nascent quasar is enshrouded in gas and dust. This phase appears to be associated with young jets and strong winds, which ultimately drive away the obscuring gas and dust. Blue quasar: An unobscured quasar with signatures of evolved jets and less extreme winds. Credit: S. Munro)

(Red and blue quasars are related within an evolutionary sequence that connects dust-obscured star formation with quasar activity through gas inflow via merging galaxies and outflows from the quasar. With this model the rare red quasar population represents a brief transitional phase between the starburst and the blue quasar phase during which winds and/or jets drive away the obscuring dust, revealing an unobscured blue quasar, and ultimately shutting down the star formation to form a dormant early-type galaxy. Credit: Gemini Observatory, GMOS-South, NSF;  https://www.pxwall.com/4k-high-definition-galaxy-wallpaper/; Adapted by S. Munro)

 퀘이사는 초기 은하에서 발생한 강력한 블랙홀의 제트를 지구 방향에서 관측한 것입니다. 보통 두 개의 은하가 충돌하면서 엄청난 양의 가스가 블랙홀로 유입되는 경우가 대부분으로 이런 일은 우주 초기에 흔했기 때문에 대개의 퀘이사는 먼 거리에서 관측됩니다. 퀘이사의 파장을 분석한 과학자들은 대부분의 퀘이사가 푸른색이라는 사실을 확인했습니다. 하지만 일부 퀘이사는 붉은색입니다. 붉은 퀘이사의 원인은 퀘이사 주변의 먼지와 가스로 인한 것으로 여겨지고 있습니다. 

 더햄 대학의 리젤케 클린트 (Lizelke Klindt, a Ph.D. researcher in Durham University)를 비롯한 연구팀은 붉은 퀘이사가 사실 은하 진화의 과정에서 나타나는 과정 가운데 하나라고 주장했습니다. 연구팀은 Sloan Digital Sky Survey (SDSS) 및 VLA (Very Large Array) 전파 망원경에서 얻은 데이터를 바탕으로 70-110억 광년 거리에 있는 퀘이사 1만개를 분석해 이와 같은 결론을 얻었습니다. 

 우선 가스가 풍부하고 별은 적은 초기 은하가 서로 충돌하면서 새로운 은하 중심 블랙홀에 막대한 가스가 유입되면서 초기 퀘이사가 탄생합니다. 하지만 이 시기에는 아직 합체된 은하 주변에 많은 가스와 먼지가 있어 퀘이사가 붉은색을 띄게 됩니다. 이후 은하와 퀘이사가 진화하면 주변 가스는 정리되고 푸른 퀘이사가 된 후 가스가 고갈되면 평범한 은하로 진화하는 것입니다. (사진)

 과학자들은 퀘이사가 단지 밝을 뿐 아니라 초기 은하의 진화에서 중요한 단계를 보여준다고 생각하고 있습니다. 이번 연구 역시 그 사실을 다시 확인시키는 연구 결과로 생각됩니다. 

 참고 

L Klindt et al. Fundamental differences in the radio properties of red and blue quasars: evolution strongly favoured over orientation, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093/mnras/stz1771

https://phys.org/news/2019-08-astronomers-reveal-true-evolving-galactic.html