【정견망】
《사이언스(Science)》 잡지 온라인 뉴스는 2011년 7월 27일, 우리은하 중심의 초거대질량 블랙홀이 수년간 잠들어 있었다고 보도했다. 그러나 태양 질량의 400만 배에 달하는 이 휴면 상태의 괴수가 이제 깨어나 우주 폭풍을 일으키고 있으며, 여기에는 우주에서 가장 에너지가 높은 복사(방사선)를 지속해서 방출하는 것이 포함된다는 물리적 증거가 점점 더 많이 나타나고 있다. 새로운 연구에 따르면 이러한 우주 폭풍이 발생한 원인은 또 다른 더 작은 은하의 블랙홀이 이것과 충돌했기 때문일 수 있다고 한다.
우리은하 중심의 복합 사진, 허블, 스피처, 찬드라 망원경 영상 합성. (사진 출처: NASA/ESA/SSC/CXC/STScI)
밴더빌트 대학교의 켈리 홀리-보켈만(Kelly Holley-Bockelmann)과 그녀의 동료들은 자신들의 가설이 세 가지 당혹스러운 현상을 설명할 수 있다고 말했다. 지난해 천문학자들은 우리은하에서 눈에 띄는 새로운 현상을 발견했는데, 우리은하 중심에서 은하만큼 거대한 한 쌍의 감마선 ‘거품’이 생성된 것으로, 이는 분명 은하 핵심부에서 격렬한 사건이 발생했기 때문이다. 우리은하 중심에는 비정상적으로 신성(新星)을 신속하게 생성하는 영역도 포함되어 있다.
홀리-보켈만은 이 세 가지 현상이 태양 질량의 10,000배를 가진 중간질량 블랙홀을 동반한 인접 은하와 우리은하 중심 블랙홀의 충돌로 설명될 수 있다고 말했다. 우리은하는 인접 은하의 질량 대부분을 천천히 벗겨내게 된다.
충돌은 우리은하 내층 5,000광년 이내의 가스를 교란하여 가스를 우리은하 중심으로 끌어당길 것이라고 보켈만은 말했다. 일부 가스는 우리은하의 초거대질량 블랙홀로 떨어질 것이며, 한바탕 잘 ‘먹고’ 난 후 블랙홀은 트림을 하여 감마선 ‘거품’을 생성하게 된다. 유입되는 다른 가스들은 원료를 제공하여 오늘날 은하 중심에서 관측되는 젊은 항성을 형성하게 된다.
이 새로운 연구는 “내가 본 것 중 가장 합리적인 설명 중 하나”라고 감마선 ‘거품’을 발견한 하버드 대학교의 더글러스 핀크바이너(Douglas Finkbeiner) 교수가 말했으나, 그는 거품이 은하 중심에서 대량의 항성이 형성된 물결에 의해 형성된 것인지, 물질이 블랙홀로 떨어진 것인지, 아니면 다른 격렬한 사건 때문인지는 아직 불분명하다고 생각한다.
합병 모델의 유효성을 검증하고 평가할 수 있는 두 가지 방법이 있다고 연구 공동 저자인 메릴랜드 대학교의 타마라 복다노비치(Tamara Bogdanovic)가 말했다. 그녀는 만약 블랙홀 합병이 오래된 항성을 우리은하 중심에서 튕겨냈다면, 그것들은 은하 중심에서 수천 광년 떨어진 곳에 고속의 항성 고리나 껍질을 형성했을 것이라고 지적했다. 이 항성들은 허블 우주망원경으로 관측할 수 있으며, 이 망원경은 이미 우리은하 중심에서 더 멀리 떨어진 곳에서 고속으로 운동하는 항성을 발견했다.
또한 새로운 모델은 젊은 항성이 우리은하 중심에 기이하게 분포되어 있는 현상을 설명할 수 있어야 한다. 우리은하 중심의 신성은 서로 수직인 두 개의 고리 위에 분포되어 있는 것으로 보인다. “어떻게 이러한 상태가 나타날 수 있었는지는 여전히 수수께끼”라고 복다노비치는 말했다.
이 연구가 제시한 합병은 우리은하의 역사에서 유일무이한 것이 아닐 수 있다고 천문학자들은 주목했다. 다른 연구팀의 시뮬레이션은 하나의 작은 은하가 수십억 년마다 우리은하와 충돌할 수 있음을 보여준다. 이러한 의미에서 우리은하 중심의 블랙홀은 단지 최근의 저녁 식사를 한 것에 불과하다.
참고자료: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/07/black-hole-collision-may-have-se.html?ref=hp
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/76755