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은하 중심의 블랙홀로 갈라진 별들의 펄스

모두의 천문학 2019. 1. 20. 12:36

[2019년 1월 16일 매사추세츠공과대학/유럽우주기관/찬드라]

대질량 은하의 중심에는 태양의 수백만 배에서 수억 배의 질량을 가진 초대질량 블랙홀이 존재한다.이런 초대질량 블랙홀 바로 가까이를 항성이 지나가면 블랙홀의 강력한 조석력으로 별이 파괴된다.파괴 후 물질은 블랙홀을 향해 소용돌이를 일으키며 떨어져 나가고 블랙홀 주위를 회전하면서 고온이 돼 X선을 발사한다.

이 조석 파괴현상이 생기는 것은 1개의 은하당 수십만년에 한 번 정도로 드문데 관측된다면 블랙홀의 질량과 자전에 대해 알 수 있다.블랙홀과 은하 사이에는 밀접한 관계가 있다고 생각되며 블랙홀 연구는 은하의 성장을 아는 것으로도 이어진다.

2014년 11월 머리띠 방향 약 3억 광년 너머에 있는 은하에서 돌발적인 증광현상이 관측되면서 ASASSN-14li로 명명됐다.그 후, 유럽 우주 기관의 X선우주 망원경 "XMM 뉴턴"이나 NASA의 X선우주 망원경 "체드라"등에 의해, ASASN-14li에서 131초 주기로 X선버스트가 발생하고 있는 것이나, 그 버스트가 450일 이상에 걸쳐서 계속했던 것이 관측되었다.

ASASN-14li의 X선화상과 가시광선화상
"ASASN-14li"를 파악한 찬드라에 의한 X선 화상(좌하)과 허블 우주망원경에 의한 가시광선 화상(화상 중앙)(제공:X-ray: NASA/CXC/MIT/D. Pasham etal: Optical: HST/STScI/I. Arcavi)

미국·매사추세츠 공과대학 카브리 물리학 우주 연구소의 Dheeraj Pasham 씨 등의 연구팀에 의하면, 이러한 특징은 확실히 조석 파괴 현상에 유래하는 것으로, X선이 "사상의 지평선"이라고 불리는 경계(이보다 안쪽으로 들어가면 블랙홀을 피할 수 없는 거리 범위)의 바로 바깥에 있는 "최심 안정 궤도"로부터 방사되고 있다고 하는 이론 모델과 일치하고 있다.

이전 연구로 인해 ASASN-14li 사고를 일으킨 블랙홀의 질량은 태양의 100만 배인 것으로 나타나 이 데이터를 합친 해석으로 블랙홀의 자전 속도가 빛의 50% 이상인 것으로 나타났다.조석파괴현상의 관측으로 블랙홀의 자전 속도가 밝혀진 것은 이번이 처음으로, 조석파괴현상이 블랙홀의 자전을 조사하는 데 이용할 수 있음을 보여준 성과다.

"향후, 같은 현상이 더욱 검출되어 초기 우주로부터 현재까지의 블랙홀의 자전거를 분명히 할 수 있으면, 블랙홀의 연령과 자전과의 관련성에 대해서도 귀중한 정보가 될 것입니다"(Pasham씨).

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