Omega Centauri 성단에는 수백만 개의 별이 포함되어 있습니다. 일부 별의 움직임은 중심에 중간 크기의 블랙홀이 있음을 나타냅니다.
NASA/ESA/IAST/AUA
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천문학자들은 허블 우주 망원경을 사용하여 우리 태양보다 질량이 약 8,000배 더 큰 감지하기 어려운 유형의 블랙홀에 대한 증거를 찾았습니다.
이 블랙홀을 특별하게 만드는 것은 그 크기입니다. 보고서 잡지에서의 발견에 대해 자연.
이는 죽은 별이 스스로 붕괴할 때 형성되는 일반적인 블랙홀보다 훨씬 더 거대합니다. 그러나 이는 수십만에서 수백만 개의 태양을 포함할 수 있는 은하 중심에 숨어 있는 초대질량 블랙홀만큼 크지도 않습니다.
과학자들은 오랫동안 이 새로운 블랙홀과 같은 중간 크기의 블랙홀을 찾아 왔습니다. 이를 발견하면 블랙홀이 형성될 수 있는 다양한 방법과 일부가 거대한 괴물로 성장하는 이유를 밝힐 수 있기 때문입니다.
그러나 수년간의 엄청난 노력에도 불구하고 과학자들은 태양 질량의 100~100,000배 사이에 있는 블랙홀을 포함하는 소위 중간 크기 범위의 블랙홀의 강력한 사례를 찾는 행운을 얻지 못했습니다.
“그래서 사람들은 단순히 존재하지 않아서 찾기 어려운 걸까요, 아니면 발견하기 어렵기 때문에 궁금해하는 걸까요?” 그가 말했듯이 막시밀리안 하베를 독일 하이델베르크 막스플랑크 천문학연구소.
그와 몇몇 동료들은 최근 오메가 센타우리(Omega Centauri)로 알려진 크고 밝은 성단에서 별을 찾기로 결정했습니다. 수백만 개의 별들로 빽빽하게 채워진 이 구형 구름은 약 17,000광년 떨어져 있습니다.
블랙홀은 중력이 빛을 포함한 모든 것을 끌어당기기 때문에 직접적으로 관찰할 수 없습니다. 그러나 연구자들은 블랙홀의 중력이 별을 포함한 근처 물체에 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다.
연구원들은 이 특정 성단의 별들이 매년 성단의 중앙 지역 사진을 찍는 허블 우주 망원경에 의해 지속적으로 모니터링된다는 것을 알게 되었습니다.
Haberle는 “이것은 실제로 장비를 교정하기 위한 기술적인 이유입니다.”라고 말했습니다.
망원경은 20여년 전부터 고품질 관측을 해왔기 때문에 Haberle와 그의 동료들은 성단에 있는 140만 개의 별의 움직임을 정확하게 측정할 수 있었습니다.
“우리가 측정한 움직임을 지닌 별들의 목록은 이전의 그 어떤 노력보다 훨씬 더 많습니다.” 그는 별들이 “곤충 떼처럼 모두 무작위 방향으로 움직이고 있다”고 덧붙였습니다.
그 결과, 연구진은 중심에서 다른 별보다 빠르게 움직이는 7개의 별을 식별할 수 있었습니다. 이 별들은 실제로 너무 빨리 움직이기 때문에 성단 밖으로 떨어져 영원히 사라져야 합니다.
그것이 중앙에 갇혀 있고 집중되어 있다는 사실은 “그것이 탈출할 수 없도록 중력적으로 끌어당기는 무언가가 있어야 한다는 것을 의미합니다”라고 Haberle은 말합니다. 최소 8,000 태양 질량.
그는 블랙홀의 질량이 태양 질량의 약 50,000배를 넘을 가능성은 낮다고 말합니다. 그렇다면 과학자들은 훨씬 더 많은 수의 별이 중력의 영향을 받을 것으로 예상하기 때문입니다.
선례가 있었다고 지적한다. 주장하다 2008년부터 이 성단에서 중간 크기의 블랙홀 후보가 발견될 가능성이 높으나 이에 대한 논란이 있어왔습니다.
이번에는 추가 수년간의 데이터로 인해 “우리의 증거가 매우 강력하다고 생각합니다”라고 그는 말합니다.
또한 제임스 웹 우주망원경을 이용한 향후 관측도 이미 계획되어 있으며, 이 강력한 망원경은 가스가 블랙홀에 떨어지면서 가열되는 징후를 검색할 수 있을 것입니다.
“정말 흥미롭지 않나요? 이것은 블랙홀 주위를 도는 개별 별을 볼 수 있는 두 번째 블랙홀일 뿐입니다.”라고 그는 말합니다. 제니 그린프린스턴 대학의 천체 물리학자.
그녀는 유일하게 유사한 관찰은 우리 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 거대한 구멍인 은하수 중심에 있는 블랙홀 주위를 별들이 날아다니는 것을 본 노벨상 수상 작품이라고 지적합니다.
“그래서 나는 이것이 훨씬 더 낮은 질량을 가진 블랙홀이라는 것이 정말 중요하다고 생각합니다.”라고 그녀는 말합니다.
이 정도 크기의 블랙홀이 어떻게 생성되는지는 아무도 모릅니다.
한 가지 가능성은 작은 블랙홀이 서로 합쳐져 더 큰 블랙홀을 형성할 수 있다는 것입니다. 이에 대한 증거는 다음에서 나온다. 진술 두 개의 블랙홀이 충돌하여 발생하는 중력파 중, 태양보다 약 150배 큰 블랙홀이 출현하게 된 사건.
최근에는 중간 크기의 블랙홀을 성장시킬 수 있는 또 다른 방법이 있습니다. 제안 천문학자들은 많은 별들이 오메가 센타우리처럼 밀집된 성단에서 충돌하여 하나의 매우 거대한 별을 형성할 수 있다고 믿습니다. 나중에 이 큰 별은 중간 크기의 블랙홀로 붕괴됩니다.
중간 크기 블랙홀이 어디에 존재하고 어떻게 성장하는지 이해하면 과학자들이 은하 중심부에 위치한 더 큰 블랙홀의 진화에서 이들이 할 수 있는 역할을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
그린은 새로 발견된 블랙홀이 “이 거대한 블랙홀이 어떻게 형성되고 성장하는지에 대한 중요한 정보를 알려줄 것”이라고 말했습니다.
이러한 초대질량 블랙홀은 우주가 시작된 직후, 즉 빅뱅이 발생한 지 수억 년 후에 갑자기 나타난 것으로 보입니다.
이는 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)의 새로운 관측에 따른 것으로, 천문학자들은 블랙홀이 어떻게 그렇게 빨리 커질 수 있었는지 궁금해했습니다.
그린은 이러한 관찰이 있기 전에는 은하가 먼저 성장한 다음 은하 중심에 블랙홀이 형성된다고 믿었다고 말합니다. “이제는 확실성이 떨어지네요. 블랙홀이 은하계보다 먼저 시작되었다는 흥미로운 증거가 있습니다.”라고 그녀는 덧붙입니다.
그린은 오늘날 존재하는 중간 크기의 블랙홀이 초기 블랙홀 형성의 남은 잔재로 작용할 수 있으며 블랙홀이 어떻게 발생했는지에 대한 단서를 제공할 수 있다고 말합니다.
“궁극적으로 완전한 그림을 얻으려면 하나 이상의 이미지가 필요하지만 이것이 실제로 문을 열어줍니다.”라고 그녀는 말합니다.
