충돌 과정에서 은하에 의해 생명을 얻은 숨겨진 초대형 블랙홀

천문학자들은 먼지에 가려진 초대질량 블랙홀이 이웃 은하와 충돌할 것으로 예상되는 은하 내부에 있을 때 더 커져 엄청난 양의 에너지를 방출할 가능성이 더 높다는 사실을 발견했습니다. 뉴캐슬 대학의 연구원들이 이끄는 새로운 작업은 월간 공지 의 왕립 천문 학회.

우리 은하를 포함한 은하계의 중심에는 초대질량 블랙홀이 있습니다. 그들은 우리 태양의 수백만 또는 수십억 배에 해당하는 질량을 가지고 있습니다. 이 블랙홀은 자신에게 떨어지는 가스를 ‘먹음’으로써 성장합니다. 그러나 이것이 일어날 수 있도록 블랙홀에 충분히 가깝게 가스를 몰아내는 것은 계속되는 미스터리입니다.

한 가지 가능성은 은하들이 서로 충분히 가까워지면 중력에 의해 서로를 향해 당겨져 하나의 더 큰 은하로 ‘병합’할 가능성이 있다는 것입니다.

블랙홀로 들어가는 여정의 마지막 단계에서 가스는 불을 밝히고 엄청난 양의 에너지를 생산합니다. 이 에너지는 일반적으로 가시광선 또는 X선을 사용하여 감지됩니다. 그러나 이 연구를 수행한 천문학자들은 적외선을 통해서만 성장하는 블랙홀을 감지할 수 있었습니다. 연구팀은 허블 우주 망원경과 적외선 스피처 우주 망원경을 포함한 다양한 망원경의 데이터를 활용했습니다.

연구원들은 두 은하가 서로 매우 가깝고 미래에 충돌할 것으로 예상되는 가능성을 결정하기 위해 새로운 기술을 개발했습니다. 그들은 이 새로운 방법을 먼 우주에 있는 수십만 개의 은하(빅뱅 이후 20억~60억 년 후에 형성된 은하를 보고)에 적용하여 소위 ‘우주 정오’를 더 잘 이해하기 위해 시도했습니다. 우주의 은하계와 블랙홀 성장이 일어났을 것으로 예상됩니다.

이 시기에 블랙홀이 어떻게 성장했는지 이해하는 것은 현대 은하계 연구의 기본입니다. 특히 은하수 내부에 위치한 초대형 블랙홀에 대한 통찰력과 시간이 지남에 따라 우리 은하가 어떻게 진화했는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있기 때문입니다.

그들은 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 소수의 우주 정오 은하만이 거리를 정확하게 측정하는 데 필요한 기준을 충족합니다. 이로 인해 두 은하가 서로 매우 가까운 경우 높은 정밀도로 알기가 매우 어렵습니다.

본 연구는 우주 정오에 은하와 초대질량 블랙홀의 정확한 거리를 측정하는 기존의 한계를 극복하기 위한 새로운 통계적 방법을 제시한다. 그것은 서로 다른 파장의 이미지를 사용하여 은하 거리를 결정하기 위해 통계적 접근 방식을 적용하고 개별 은하에 대한 분광 거리 측정의 필요성을 제거합니다.

앞으로 몇 년 동안 제임스 웹 우주 망원경에서 도착하는 데이터는 적외선 연구에 혁명을 일으키고 먼지가 많은 블랙홀이 어떻게 성장하는지에 대한 더 많은 비밀을 밝힐 것으로 예상됩니다.

Newcastle University의 대학원생이자 논문의 주저자인 Sean Dougherty는 “우리의 새로운 접근 방식은 통계적 접근 방식으로 수십만 개의 먼 은하를 살펴보고 두 은하가 서로 가까이 있을 가능성이 얼마나 되는지 묻습니다. 충돌 코스에서.”

이 연구의 공동 저자인 Chris Harrison 박사는 “천문학자들이 성장하는 블랙홀을 찾기 위해 일반적으로 사용했던 X선 빛이 차단되어 망원경으로 감지되지 않기 때문에 이러한 초거대 블랙홀은 찾기가 매우 어렵습니다. 그러나 이 동일한 블랙홀은 주변의 뜨거운 먼지에 의해 생성되는 적외선을 사용하여 찾을 수 있습니다.”

그는 “이러한 블랙홀을 찾고 정확한 거리 측정을 설정하는 데 어려움이 있기 때문에 이 결과가 이전에 이 멀리 떨어진 ‘우주 정오’ 은하를 찾아내는 데 어려움을 겪었던 이유를 설명합니다. JWST를 사용하면 이러한 숨겨진 성장 블랙홀을 더 많이 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. JWST는 그것들을 찾는 데 훨씬 더 잘할 것이므로 가장 찾기 어려운 것을 포함하여 더 많은 것을 공부할 것입니다. 거기에서 우리는 그들을 둘러싼 먼지를 이해하고 먼 은하에 얼마나 많은 먼지가 숨겨져 있는지 알아내기 위해 더 많은 것을 할 수 있습니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230511164613.htm