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초대질량 블랙홀이 항성을 집어삼키는 증거 발견

막심해(莫心海)

【정견뉴스】

[편집자 주] 광활한 우주는 인류에게는 영원한 수수께끼로, 그 실질을 알 길이 없다. 현대 천문학에서 인식한 것은 단지 현대 과학기술로 포착한 인류 공간에서 관찰할 수 있는 천체의 순간적인 변화일 뿐이다. 과학자들은 이 순간적인 관측 데이터를 붙잡고 이론을 제시하고 가설을 세우는데 마치 장님이 코끼리를 만지는 것처럼 정체(整體)와 그 본질을 파악하기 어렵다. 만약 인류라는 이 공간에서 국한되어 우주의 신비를 탐구한다면 결국에는 허사가 될 것이다. 독자 여러분들이 현대 천문학의 발견에서 우주, 인체, 생명의 진정한 의미는 어디에 있는지 한번 생각해볼 수 있길 희망한다.

스페이스닷컴(space.com) 2023년 8월 22일 보도에 따르면 과학자들이 사상 최대 질량의 항성이 블랙홀에 의해 찢겨진 증거를 발견한 것으로 보이는데 블랙홀의 피해를 입은 항성의 내장(內臟)이 어두운 우주 속으로 던져졌다고 한다.

이 그림은 한 예술가가 거대한 블랙홀 주위를 도는 적색 항성 조각을 상상한 것이다. 이 조석 파괴 사건은 ASASSN-14li로 알려져 있다. NASA의 찬드라 X선 천문대, ESA의 XMM-Newton 및 기타 망원경으로 그것에 대한 결과를 진행했다. 그림의 중심은 구형의 블랙홀로 파편 속에 반쯤 잠겨 있다. 파편의 마당은 뚜렷한 주황색과 빨간색 링으로 구성되어 있다. 이 조각들은 궤도를 돌다가 결국 블랙홀로 떨어진다. 옅은 파란색 안개는 블랙홀과 궤도를 운행하는 항성의 파편 마당에서 발산되는 것으로 보인다.

이번 연구 결과를 이끌어낸 미시간 대학의 존 밀러는 “우리는 전에 항성의 내장이었던 것을 보고 있으며 남겨진 원소는 우리가 항성이 어떻게 사망했는지 추적할 수 있는 단서”라고 했다.

원소 분석을 통해 연구팀은 파괴된 이 항성은 대략 태양 질량의 약 3배로 이는 올 초 보고된 ‘두려운 바비’ 사건과 관련된 빛나는 야수(野獸)만이 이것과 필적할 수 있음을 의미한다. ‘두려운 바비’란 우주에서 발생한 한 가지 사건을 가리키는 용어인데 천문학자들은 당시 태양 질량보다 14배 무거운 항성이 블랙홀에 의해 삼켜진 것으로 추측하고 있다.

최근에 연구된 사건은 ASASSN-14li라고 한다. ‘두려운 바비’ 별과 달리 NASA 찬드라 X선 천문대와 유럽 우주국 XMM-뉴턴에서 수집한 새로운 정보를 통해 ASASSN-14li 천체의 크기에 대한 많은 증거들이 있다.

ASASSN-14li처럼 블랙홀이 항성을 삼키는 것을 조석 파괴 사건(Tidal Disruption Event, 줄여서 TDE)이라 한다. 보도 자료에 따르면 블랙홀의 중력이 그것과 거리가 아주 가까운 불행한 항성과 충돌하기 시작하면 가시광선, 자외선 및 X선 파장의 플레어가 방출되는데 이 플레어는 항성 조각의 온도 상승과 동시에 발생한다.

때문에 연구자들은 2대의 강력한 기구를 사용해 TDE 파장을 연구해 ASASSN-14li의 블랙홀 주변 원소의 농도를 계산해 이 블랙홀이 지구에서 약 2억 8천만 광년 떨어져있음을 확인했다. 이 과정에서 그들은 상세한 분석을 통해 현장에 존재하는 질소와 탄소 비율을 분석했다.

가장 중요한 것은 관찰된 비율이 태양 질량의 3배 정도 되는 항성 내부의 비율과 일치하는 것이다. 연구팀은 자신들이 줄곧 연구해 온 것이 실제로 초대질량 블랙홀에 의해 통제되어 멸망할 운명으로 정해진 크기를 가진 항성의 ‘내장’이라고 추론했다.

연구팀의 라미레스-루이스는 “조석 교란에서 가장 어려운 것 중 하나가 이번에 했던 것처럼 불행한 항성의 질량을 측정하는 것입니다. ASASSN-14li는 질량을 측정할 수 있기 때문에 흥분됩니다.”라고 했다.

이번 발견에 대한 논문은 《천체물리학 저널 익스프레스》 8월 20일자에 발표되었다.

 

원문위치: https://www.zhengjian.org/node/285164