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우주 이야기 1489 - 대마젤란 은하 중심에도 초거대 질량 블랙홀이 있다.



 (Artist’s impression of a hypervelocity star ejected from the Large Magellanic Cloud (shown on right). When a binary star system ventures too close to a supermassive black hole, the intense gravitational forces tear the pair apart. One star is captured into a tight orbit around the black hole, while the other is flung outward at extreme velocities—often exceeding millions of miles per hour—becoming a hypervelocity star. The inset illustration depicts this process: the original binary’s orbital path is shown as interwoven lines, with one star being captured by the black hole (near center of inset) while the other is ejected into space (lower right). Credit: CfA/Melissa Weiss)

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초고속별 (hypervelocity star, HVS)은 은하계의 중력을 탈출할 수 있을 정도로 빠르게 움직이는 별을 의미합니다. 이들은 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀 (supermassive black hole)에 쌍성계가 끌려들어가는 과정에서 별 하나는 흡수되고 나머지 하나는 튕겨나가거나 혹은 초신성 폭발 같은 현상에 의해 생긴다고 생각되고 있습니다. 과거 과학자들은 초고속별 중 일부가 대마젤란 은하에서 오는 것을 확인한 바 있습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221370434209

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하버드 스미소니언 천체물리학 센터의 제시 한 (Jesse Han of the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA)) 이끄는 연구팀은 유럽 우주국의 가이아 (Gaia) 데이터를 이용해 21개의 초고속 별을 연구한 끝에 이들 가운데 절반이 이웃한 위성 은하인 대마젤란 은하 (LMC)에서 왔다는 것을 확인했습니다.

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연구팀은 아마도 이 별들이 은하 중심 블랙홀에 의해 초고속별이 된 것으로 보고 있습니다. 다른 시나리오로는 한 방향에서 이렇게 많은 초고속별이 우리 은하 쪽으로 날아오는 이유를 설명하기 어렵기 때문입니다. 이 은하 중심 블랙홀의 질량은 태양의 60만 배로 우리 은하 중심 블랙홀의 400만 배보다 작지만 여전히 거대한 질량을 지닌 블랙홀이라고 할 수 있습니다.

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다만 이런 큰 블랙홀이라도 흡수하는 물질이 많지 않다면 지구에서 이를 관측하기는 매우 어렵습니다. 이번 발견을 뒷받침할 더 결정적인 증거는 바로 이 블랙홀에서 나오는 제트를 직접 확인하거나 혹은 블랙홀의 중력으로만 설명할 수 있는 별의 빠른 이동입니다. 후속 연구를 통해 가장 가까이 있는 위성 은하의 은하 중심 블랙홀을 밝힐 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-03-runaway-stars-reveal-hidden-black.html

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Jiwon Jesse Han et al, Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud, The Astrophysical Journal (2025). On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2502.00102

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