지금까지 발견된 것 중 가장 큰 블랙홀 발견
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-03-29 20:43:04
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태양질량의 300억 배, 27억 광년 떨어진 은하 Abell 1201의 중심에 잠복해 있어
대부분 은하 중심에 있는 그들은 퀘이사에게 밝기와 에너지를 제공한다. 초대형 블랙홀은 우주 특이점의 자이언트다. 그들의 엄청난 중력은 은하의 성장과 행동을 형성하고 우주에서 가장 활기찬 폭발을 제공한다. 우리 은하의 중앙 블랙홀 궁수자리 A*는 400만 태양질량으로 다소 가늘다. 더 큰 은하나 퀘이사에 있는 많은 블랙홀의 무게는 수십억 태양질량이기 때문이다.
중력 렌즈 효과의 미스터리
Durham University의 제임스 나이팅게일(James Nightingale)이 이끄는 천문학자들은 이제 알려진 가장 크고 무거운 블랙홀 중 하나를 발견했다. 그들의 발견의 출발점은 약 27억 광년 떨어진 은하단 Abell 1201의 중심 은하였다. 그것의 중력렌즈 효과는 이 은하의 보이는 크기, 별의 수 및 암흑 물질보다 훨씬 더 강하다.
천문학적 관측에 따르면 은하 Abell 1201 BCG는 멀리 떨어진 배경 물체의 빛을 거의 2,000 광년 굴절시켜 왜곡된 빛의 호를 형성한다. 2017년에 연구원들은 반대편에서 두 번째의 더 작은 호를 발견했는데, 그 위치와 모양은 은하 중심에 보이지 않는 큰 덩어리가 있음을 나타낸다. 천문학자들은 이 숨겨진 중량급이 비활성 블랙홀일지도 모른다고 의심했다.
330억 태양 질량을 가진 자이언트
이 숨겨진 중력 거인에 대해 더 알아보기 위해 나이팅게일과 그의 팀은 먼저 이 은하의 새로운 허블 우주 망원경 이미지와 중력 렌즈 효과를 분석했다. 그런 다음 Durham에 있는 DiRAC 데이터 센터의 슈퍼컴퓨터에서 천체 물리학 시뮬레이션을 사용해 어떤 종류의 초대형 블랙홀이 관찰된 왜곡을 일으킬 수 있는지 확인했다.
그 분석은 은하 Abell 1201 BCG의 중심에 300억 태양질량 이상의 블랙홀이 있음에 틀림없다는 것을 보여주었다. 이것이 이 중력렌즈의 극한 효과를 설명하는 유일한 방법이다. 나이팅게일은 "이것은 이 블랙홀을 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것 중 하나로 만들기 때문에 매우 흥미로운 발견"이라고 말했다. "이미 이론적으로 예측된 블랙홀의 상한 질량 한계에 근접했다.”
지금까지 알려진 몇 안 되는 더 무거운 블랙홀은 멀리 떨어진 퀘이사 TON 618에 있는 600억 태양질량 거대괴수와 알려진 가장 거대한 은하 중 하나인 은하 IC 1101에 있는 것으로 생각되는 400억 태양질량 표본이다.
방법은 더 많은 조용한 거인을 찾는 데 도움이 될 수 있다.
Abell 1201에서 새로 식별된 블랙홀은 또 다른 이유로 특별하다. 중력렌즈 효과와 보완 모델링을 사용하여 발견된 최초의 블랙홀이다. 나이팅게일은 "지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 많은 수가 활동적이고 물질을 먹어치우고 있다"고 설명했다. "그렇게 함으로써 그들은 빛, X선 및 기타 방사선의 형태로 에너지를 방출한다." 따라서 이러한 활성 은하핵은 멀리서도 블랙홀로 인식될 수 있다.
반대로 Abell 1201의 Gravity Giant는 휴면 상태이므로 보이지 않는다. 은하수 중심에 있는 궁수자리 A*와 마찬가지로 이 초대형 블랙홀은 중력에 의해서만 드러난다. 나이팅게일은 "중력렌즈 효과는 우리가 그러한 휴면 블랙홀을 더 면밀히 연구할 수 있게 해준다"고 말했다. "우리의 접근 방식은 미래에 더 많은 휴면 블랙홀을 찾고 이 이국적인 물체가 어떻게 진화했는지 연구할 수 있게 해 줄 것이다.“
(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023; doi: 10.1093/mnras/stad587)
출처: 더럼 대학교
태양질량의 300억 배, 27억 광년 떨어진 은하 Abell 1201의 중심에 잠복해 있어
거대 블랙홀 발견
300억 태양 질량 블랙홀은 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것 중 하나다.
보이지 않는 거인:
천문학자들은 우주에서 가장 크고 무거운 블랙홀 중 하나인 태양질량의 300억 배가 넘는 중력 거대 블랙홀을 추적했다. 초 거대질량 블랙홀은 27억 광년 떨어진 은하 Abell 1201의 중심에 잠복해 있으며 현재 비활성 상태이기 때문에 망원경으로는 볼 수 없다. 그것은 연구자들이 이 은하에 의해 야기된 중력 렌즈 효과를 더 면밀히 관찰했을 때에야 발견되었다.
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| ▲ Abell 1201의 중력 렌즈 효과는 왜곡된 빛의 호를 만다. © Durham University |
대부분 은하 중심에 있는 그들은 퀘이사에게 밝기와 에너지를 제공한다. 초대형 블랙홀은 우주 특이점의 자이언트다. 그들의 엄청난 중력은 은하의 성장과 행동을 형성하고 우주에서 가장 활기찬 폭발을 제공한다. 우리 은하의 중앙 블랙홀 궁수자리 A*는 400만 태양질량으로 다소 가늘다. 더 큰 은하나 퀘이사에 있는 많은 블랙홀의 무게는 수십억 태양질량이기 때문이다.
중력 렌즈 효과의 미스터리
Durham University의 제임스 나이팅게일(James Nightingale)이 이끄는 천문학자들은 이제 알려진 가장 크고 무거운 블랙홀 중 하나를 발견했다. 그들의 발견의 출발점은 약 27억 광년 떨어진 은하단 Abell 1201의 중심 은하였다. 그것의 중력렌즈 효과는 이 은하의 보이는 크기, 별의 수 및 암흑 물질보다 훨씬 더 강하다.
천문학적 관측에 따르면 은하 Abell 1201 BCG는 멀리 떨어진 배경 물체의 빛을 거의 2,000 광년 굴절시켜 왜곡된 빛의 호를 형성한다. 2017년에 연구원들은 반대편에서 두 번째의 더 작은 호를 발견했는데, 그 위치와 모양은 은하 중심에 보이지 않는 큰 덩어리가 있음을 나타낸다. 천문학자들은 이 숨겨진 중량급이 비활성 블랙홀일지도 모른다고 의심했다.
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| ▲ 관측 데이터와 모델 시뮬레이션의 비교는 332억 8천만 태양질량의 블랙홀을 나타낸다. © Durham University |
330억 태양 질량을 가진 자이언트
이 숨겨진 중력 거인에 대해 더 알아보기 위해 나이팅게일과 그의 팀은 먼저 이 은하의 새로운 허블 우주 망원경 이미지와 중력 렌즈 효과를 분석했다. 그런 다음 Durham에 있는 DiRAC 데이터 센터의 슈퍼컴퓨터에서 천체 물리학 시뮬레이션을 사용해 어떤 종류의 초대형 블랙홀이 관찰된 왜곡을 일으킬 수 있는지 확인했다.
그 분석은 은하 Abell 1201 BCG의 중심에 300억 태양질량 이상의 블랙홀이 있음에 틀림없다는 것을 보여주었다. 이것이 이 중력렌즈의 극한 효과를 설명하는 유일한 방법이다. 나이팅게일은 "이것은 이 블랙홀을 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것 중 하나로 만들기 때문에 매우 흥미로운 발견"이라고 말했다. "이미 이론적으로 예측된 블랙홀의 상한 질량 한계에 근접했다.”
지금까지 알려진 몇 안 되는 더 무거운 블랙홀은 멀리 떨어진 퀘이사 TON 618에 있는 600억 태양질량 거대괴수와 알려진 가장 거대한 은하 중 하나인 은하 IC 1101에 있는 것으로 생각되는 400억 태양질량 표본이다.
방법은 더 많은 조용한 거인을 찾는 데 도움이 될 수 있다.
Abell 1201에서 새로 식별된 블랙홀은 또 다른 이유로 특별하다. 중력렌즈 효과와 보완 모델링을 사용하여 발견된 최초의 블랙홀이다. 나이팅게일은 "지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 중 많은 수가 활동적이고 물질을 먹어치우고 있다"고 설명했다. "그렇게 함으로써 그들은 빛, X선 및 기타 방사선의 형태로 에너지를 방출한다." 따라서 이러한 활성 은하핵은 멀리서도 블랙홀로 인식될 수 있다.
반대로 Abell 1201의 Gravity Giant는 휴면 상태이므로 보이지 않는다. 은하수 중심에 있는 궁수자리 A*와 마찬가지로 이 초대형 블랙홀은 중력에 의해서만 드러난다. 나이팅게일은 "중력렌즈 효과는 우리가 그러한 휴면 블랙홀을 더 면밀히 연구할 수 있게 해준다"고 말했다. "우리의 접근 방식은 미래에 더 많은 휴면 블랙홀을 찾고 이 이국적인 물체가 어떻게 진화했는지 연구할 수 있게 해 줄 것이다.“
(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023; doi: 10.1093/mnras/stad587)
출처: 더럼 대학교
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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