우주 이야기 1449 - 블랙홀의 제트 주변으로 폭죽처럼 터지는 신성들

 (The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA. Credit: NASA, ESA, J. Olmsted (STScI))

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(A Hubble photo of galaxy M87. Credit: NASA, ESA, A. Lessing (Stanford University), E. Baltz (Stanford University), M. Shara (AMNH), J. DePasquale (STScI))

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제임스 웹 우주 망원경이 발사된 후에도 허블 우주 망원경의 활약은 계속되고 있습니다. 최근 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱 (Alec Lessing of Stanford University)이 이끄는 연구팀은 허블 우주 망원경을 이용해 M87 은하에서 놀라운 사실을 발견했습니다.

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M87 은하 중심에는 태양 질량의 65억 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀이 있습니다. 이 블랙홀은 그 크기만큼이나 거대한 초강력 제트를 내뿜고 있는데, 길이가 3,000광년에 달하는 물질의 아원자 플라스마를 광속에 가까운 속도로 내뿜고 있습니다.

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그런데 과학자들은 이 제트 주변에서 여러 개의 신성 (nova)을 발견했습니다. 신성은 백색왜성이 동반성에서 물질을 흡수하다가 높은 중력과 온도로 인해 핵융합 반응이 가능한 수준까지 도달하면 한 번에 수소폭탄처럼 핵융합 반응을 일으켜 갑자기 밝아지는 현상입니다.

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과학자들은 지금까지 M87 은하 자체에 신성이 많은지 아니면 제트 주변에만 많은 것인지 구분할 수 없었습니다. 연구팀은 허블 우주 망원경으로 주변의 신성들을 94개 찾아내 제트가 뿜어나오는 인근 지역에 신성이 두 배나 많다는 사실을 확인했습니다.

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(Hubble Spots Black Hole Beam Causing Stellar Eruptions)

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제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해서는 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설등이 가능하지만, 현재 정보만으로는 확실히 알기 어렵습니다.

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아무튼 제트 주변으로 폭죽처럼 터지는 신성이 있다는 사실이 재미있습니다. 주변의 백색왜성까지 영향을 미치는 초강력 제트를 뿜어내는 M87 은하 중심 블랙홀은 우주의 괴물이자 과학자들을 매료시키는 연구 대상인 것 같습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-09-hubble-black-hole-stellar-eruptions.html

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Alec M. Lessing et al, A 9-Month Hubble Space Telescope Near-UV Survey of M87. II. A Strongly Enhanced Nova Rate near the Jet of M87, The Astrophysical Journal DOI: 10.3847/1538-4357/ad70b7 , iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/ad70b7 . On arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.16856

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