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))

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

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.

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.

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.

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.

(Hubble Spots Black Hole Beam Causing Stellar Eruptions)

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.

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.

참고

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

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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