태양 1조개보다 밝은 빛의 섬광으로 희귀한 이중 블랙홀 은하의 위치 밝혀

멀리 떨어진 은하계에서 온 눈부신 새로운 신호는 이 시스템이 대담한 춤을 추며 갇혀 있는 한 쌍의 블랙홀에 의해 고정되어 있음을 확인시켜 줍니다.

1조 개의 태양보다 더 밝은 하늘의 신비한 플레어는 실제로 서로를 돌고 있는 두 개의 멀리 떨어진 블랙홀에서 나오는 빛이라고 천문학자들이 수십 년 된 미스터리를 해결하는 새로운 관찰에서 확인했습니다.

새로운 연구에 따르면 게자리 방향으로 지구에서 50억 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 OJ 287은 두 개의 블랙홀(초거대 블랙홀과 작은 블랙홀)에 의해 고정되어 있는 것으로 나타났습니다. 이 두 개의 블랙홀은 망원경 이미지에서 하나의 점처럼 보이지만 서로 다른 종류의 전자기 신호를 보내 천문학자들은 각자의 정체성을 풀 수 있습니다.

이 은하계는 1888년에 발견되었으며, 천문학자들은 이 은하계가 중심에 두 개의 블랙홀을 가진 쌍성계일 수 있다고 수십 년 동안 의심해 왔습니다. 은하계는 12년 길이와 55년 길이의 두 가지 개별 주기에 따라 달라지는 방출 패턴을 보여 주며, 이는 두 가지 유형의 운동이 발생하고 있음을 시사합니다. 하나는 블랙홀 주위의 궤도이고, 다른 하나는 블랙홀 주위의 궤도입니다. 다른 하나는 해당 궤도 방향의 느린 변화입니다.

관련 항목: 우주에서 가장 큰 블랙홀은 무엇입니까?

수년간의 관찰을 통해 하나의 블랙홀이 다른 블랙홀의 강착 원반(초거대 블랙홀 주위에 소용돌이치는 물질의 광대한 고리)을 통과할 때 발생하는 플레어가 디스크의 먼지와 가스를 가열하고 전자기 스펙트럼에 걸쳐 극적인 에너지 섬광을 생성하는 것으로 나타났습니다. 이 플레어는 1조 개의 별보다 더 밝고 약 2주 동안 지속됩니다. 하지만 이제 연구자들은 쌍성계에서 훨씬 더 극적이고 수명이 짧은 두 개의 플레어를 관찰하여 두 개의 블랙홀의 존재를 직접적으로 확인했습니다.

2021~2022년 관측 동안 폴란드 크라쿠프 야기엘로니안 대학의 천문학자 스타스체크 졸라(Staszek Zola)가 이끄는 연구원들은 은하 전체보다 100배 더 많은 빛을 생성하는 플레어를 목격했습니다. 이 플래시는 단 하루 동안 지속되었습니다. NASA의 페르미 망원경은 두 번째로 유사하게 짧은 감마선 플레어를 발견했습니다. 이러한 조명탄의 지속 시간이 짧기 때문에 수십 년 동안 쉽게 놓칠 수 있었습니다.

"OJ 287은 1888년부터 사진에 기록되었으며 1970년부터 집중적으로 추적되었습니다"라고 인도 뭄바이에 있는 타타 기초 연구 연구소의 연구 주저자 마우리 발토넨(Mauri Valtonen)은 성명에서 말했습니다. "우리는 그저 운이 나빴을 뿐이라는 것이 밝혀졌습니다. OJ 287이 하룻밤 동안 스턴트를 했던 그날 밤을 정확히 관찰한 사람은 아무도 없었습니다."

무슨 일이 일어나고 있나요? 연구자들은 OJ 287에 있는 더 작은 블랙홀이 우리 태양 질량의 약 1억 5천만 배에 달한다고 계산합니다. 첫 번째 거대 플레어는 이 작은 블랙홀에 새로운 가스가 주입되어 삼키게 되면서 물질의 제트가 형성되어 작은 블랙홀에서 튀어나왔기 때문에 발생했습니다.

— 태양 2천만 개 크기의 '런어웨이' 블랙홀이 그 뒤에 새로 태어난 별의 흔적을 남기고 우주를 빠르게 지나가는 모습이 포착되었습니다.

— 블랙홀 중심에서는 무슨 일이 일어나는가?

— AI가 날카롭게 만든 초대질량 블랙홀의 최초 클로즈업

얼마 지나지 않아 작은 블랙홀은 우리 태양 질량의 180억 배에 달하는 거대 블랙홀의 강착원반을 통과했습니다. 제트는 원반과 상호작용하여 페르미 망원경이 감지한 감마선 플레어를 생성했습니다.

종합해 보면, 이 두 개의 플레어는 마침내 OJ 287이 이중 블랙홀 시스템임이 틀림없다는 것을 확인시켜 줍니다. 여기서 작은 물체는 정기적으로 더 큰 이웃의 가스 원반을 통과합니다.

연구진은 왕립천문학회 월간지 6월호에 연구 결과를 보고했습니다.

Essentials 뉴스레터에 가입하여 최신 과학 뉴스를 받아보세요.

Stephanie Pappas는 Live Science의 기고가로서 지구과학부터 고고학, 인간의 두뇌와 행동에 이르기까지 다양한 주제를 다루고 있습니다. 그녀는 이전에 Live Science의 선임 작가였지만 현재는 콜로라도주 덴버에 거주하는 프리랜서이며 정기적으로 Scientific American과 미국 심리학 협회의 월간지인 The Monitor에 기고하고 있습니다. 스테파니는 사우스 캐롤라이나 대학교에서 심리학 학사 학위를, 캘리포니아 대학교 산타 크루즈에서 과학 커뮤니케이션 석사 학위를 받았습니다.