(The galaxy NGC1386, shown in grayscale on the left and zoomed in to the central region on the right. The colors represent star formation in red, black-hole radiation in blue, and shocks in yellow. Credit: Peixin Zhu)
은하 중심에는 거대한 질량을 지닌 블랙홀이 있습니다. 우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 블랙홀이 있고 이웃 안드로메다 은하는 더 거대한 블랙홀을 지니고 있습니다.
보통 은하 중심 블랙홀은 은하의 가스를 빨아들여 다시 제트의 형태로 방출하기 때문에 일반적으로 은하의 별 생성과 성장을 막는 힘으로 여겨집니다. 하지만 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 리사 큐리 교수와 대학원생인 페이신 주(Peixin Zhu)는 예외적 현상을 포착했습니다.
인근 은하 9곳을 대상으로 한 새로운 연구에 따르면, 활발하게 성장하는 초거대 블랙홀이 숙주 은하의 별 형성을 방해하기보다는 오히려 촉진할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 참고로 블랙홀의 제트에 대해서는 이전에 영상을 통해 간단히 설명드린 바 있습니다.
연구팀은 칠레에 있는 유럽 남방 천문대의 거대 망원경인 VLT/MUSE 장비를 이용해 인근 활동성 은하핵(AGN) 9개를 관측했습니다. 활동성 은하핵은 많은 물질을 흡수하면서 강력한 제트와 에너지를 방출하는 은하 중심 블랙홀입니다.
연구팀은 새로운 3차원 진단 기술을 사용하여 별 형성, 활동적인 블랙홀에서 방출되는 복사, 이와 연관된 충격파에 세 가지 원인을 구분했습니다. 충격파는 중심 블랙홀에서 고속으로 방출되는 입자와 에너지 흐름이 주변 성간 물질과 충돌할 때 발생합니다.
연구팀은 표본 전체에서 별 형성 고리 또는 호가 은하 중심에서 약 0.8~6킬로파섹 떨어진 곳에 나타나는 것을 발견했습니다. 블랙홀 복사로 인한 이온화된 에너지와 입자는 원뿔 형태로 은하 원반에서 바깥쪽으로 뻗어 있는데, 빠른 충격파가 지배하는 중심 영역은 종종 이중 원뿔을 볼 수 있습니다.
흥미롭게도 충격파의 방향은 AGN 이중 원뿔에 수직인 방향으로 나타났습니다. 마치 돌을 물에 던지면 물결이 주변으로 퍼지는 것과 비슷합니다. 연구팀은 충격파가 AGN 제트와 성간 물질 사이의 상호작용과 대체로 일치하지만, 제트 출력이 낮은 은하에서는 활동성 블랙홀에서 나오는 바람도 영향을 미칠 수 있다고 보고 있습니다.
아무튼 이렇게 형성된 충격파는 결국 성간 가스의 밀도를 높여 별이 형성되는 고리 구조를 생성합니다. 무엇이든 흡수하는 블랙홀과 은하의 물질을 밖으로 방출하는 제트의 의외의 반전이 아닐 수 없습니다.
참고
https://phys.org/news/2026-09-black-holes-reveal-star-nearby.html
Peixin Zhu et al, Common Excitation Patterns of Star Formation, Active Galactic Nuclei, and Shocks in Seyfert Galaxies, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae9956
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