(This image indicates the location of the newly discovered binary star D9, which is orbiting Sagittarius A*, the supermassive black hole at the center of our galaxy. It is the first star pair ever found near a supermassive black hole. The cut-out shows the binary system as detected by the SINFONI spectrograph on ESO's Very Large Telescope. While the two stars cannot be discerned separately in this image, the binary nature of D9 was revealed by the spectra captured by SINFONI over several years. These spectra showed that the light emitted by hydrogen gas around D9 oscillates periodically towards red and blue wavelengths as the two stars orbit each other. Credit: ESO/F. Peißker et al., S. Guisard)
과학자들이 우리 은하 중심 거대 질량 블랙홀 주변에서 최초로 쌍성계를 찾아냈습니다. 사실 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별 만큼이나 두 개의 별이 서로의 주변을 공전하는 쌍성계가 흔합니다. 두 별의 중력이 서로가 헤어지지 않게 잡아주기 때문입니다.
하지만 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀 주변에서는 이야기가 달라집니다. 이곳에서는 동반성의 중력보다 거대 질량 블랙홀의 중력이 훨씬 강하기 때문에 모든 천체가 블랙홀을 중심으로 공전합니다. 그런데 놀랍게도 과학자들은 예상치 못한 쌍성계를 은하 중심 블랙홀인 궁수자리 A* 근처에서 발견했습니다.
(First ever binary star found near Sgr A* | ESO News)
독일 쾰른 대학의 연구자인 플로리안 페이스커 (Florian Peißker, a researcher at the University of Cologne, Germany)와 동료들은 유럽 남방 천문대 (ESO)의 대형 망원경인 VLT를 이용해 궁수자리 A* 주변 별과 가스를 관측하던 중 새로운 사실을 발견했습니다. D9이라고 명명한 별이 사실은 쌍성계라는 사실입니다.
D9는 새롭게 생성된 별로 270만년 정도 밖에 되지 않은 별입니다. 별의 수명을 생각하면 신생아나 다를 바 없습니다. 하지만 이 쌍성계는 오래 지속되기는 어려울 것으로 보입니다. 결국은 블랙홀의 강력한 중력의 영향으로 인접한 두 별이 합체되면서 하나의 별이 될 가능성이 높기 때문입니다. 합체까지 남은 시간은 별의 일생으로 보면 순식간인 100만 년 이내가 될 것으로 보입니다.
이번 발견은 강력한 중력이 지배하는 블랙홀 주변 공간이 생각보다 덜 파괴적인 환경이라는 점을 보여줍니다. 그리고 동시에 블랙홀 주변에 있는 미스터리한 G 천체의 정체가 바로 이렇게 합쳐지는 쌍성계와 합체 과정에서 나온 가스일 가능성도 시사하고 있습니다. 아무튼 가장 극한의 환경에서 살고 있는 커플이 아닐까 생각해 봅니다.
참고
https://phys.org/news/2024-12-binary-star-galaxy-supermassive-black.html
Florian Peißker et al, A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54748-3. www.nature.com/articles/s41467-024-54748-3
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