(Schematic illustration of the hierarchical structure of the Universe, from a galaxy group (a collection of galaxies) to an individual galaxy and the supermassive black hole at its center. Although a black hole is more than 100 million times smaller than the radius of its host galaxy, it plays a crucial role in the galaxy's central region. Credit: Tohoku University)
블랙홀은 모든 물질을 흡수하는 검은 구멍으로 여겨지지만, 사실 모든 물질을 흡수하지 못하고 주변으로 강력한 에너지와 물질을 방출합니다. 블랙홀의 제트에 대해서는 이미 블로그에서도 여러 번 설명드린 바 있는데, 퀘이사 같은 극단적인 경우에는 강력한 블랙홀의 제트가 은하 전체의 밝기 만큼이나 밝게 빛납니다. 하지만 최근 과학자들은 블랙홀에서 빛나는 게 제트만이 아니라는 사실을 알아내고 있습니다. 강착원반도 엄청난 에너지와 함께 주변으로 물질을 뿜어냅니다. 블랙홀의 제트와 강착원반에 대해서는 이전 영상 참조해 주시기 바랍니다.
일본 도호쿠 대학의 사토시 야마다 (Satoshi Yamada
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University, Sendai, Japan)와 동료들은 가나자와 대학, 도쿄도립대학의 동료들과 함께 X선 천문 위성 XRISM을 이용하여 지구에서 약 34억 광년 떨어진 용자리 방향에 위치한 퀘이사 H1821+643의 활동을 관측했습니다.
이 퀘이사의 정체 역시 많은 물질을 흡수하는 블랙홀로 은하단 중심에 엄청난 물질을 흡수하면서 강력한 제트와 함께 주변에 뜨거운 가스의 난류를 일으키고 있습니다. 이 바람은 퀘이사가 물질을 끌어들일 때 발생하는 강력한 복사압(Radiation pressure)이나 열적 압력에 의해 발생합니다. 따라서 블랙홀의 회전축 방향뿐만 아니라 모든 방향(Isotropic, 등방적)으로 퍼져 나가는 성질이 강합니다. 따라서 은하 주변의 가스를 사방으로 밀어내며 넓은 영역에 영향을 미칩니다.
연구팀은 초거대 블랙홀에서 발생하는 바람이 기존에 생각했던 것보다 100배나 강력하며, 약 30만 광년에 달하는 거리까지 영향을 미친다는 사실을 확인했습니다. 과거 블랙홀 주변 바람은 제트 만큼 강력하지 않다는 편견을 깨는 놀라운 발견입니다.
연구진은 철 이온의 방출선을 분석하여 블랙홀에서 나오는 가스의 움직임을 정밀하게 측정했습니다. 이 고온의 가스는 정지해 있지 않고 넓은 영역으로 퍼져 나갔는데, 블랙홀을 지닌 은하를 넘어 30만 광년이나 되는 먼 거리까지 이동했습니다. 이는 수십 개의 초신성 폭발에 해당하는 엄청난 에너지였습니다. 동시에 범위가 넓기 때문에 오히려 제트보다 더 많은 물질 이동을 일으키는 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 퀘이사의 에너지 중 1-10% 정도가 이런 식으로 주변에 전달됩니다.
이번 연구는 블랙홀이 빨아들이기만 하는 존재가 아니라 역동적으로 물질을 재배치하고 에너지를 방출하는 존재라는 점을 다시 한 번 상기시켜 줍니다.
참고
https://phys.org/news/2026-07-black-hole-blast-years.html
Satoshi Yamada et al, Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02939-x
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