블랙홀이 별을 집어삼켜 10조 개의 태양광 플레어 방출 | 공간

2018년, 110억 광년 떨어진 하늘 조각이 갑자기 빛으로 폭발했습니다. 연구자들은 은하가 중심부에 조용히 우주 가스를 먹고 있는 초대질량 블랙홀을 가지고 있어 매우 평범해 보인다고 생각했습니다. 그러나 폭발로 인해 거의 하룻밤 사이에 40배 더 밝아졌습니다. 이제 Nature Astronomy에 발표된 연구에서 연구자들은 어떤 일이 일어났을지 종합해 보았는데, 이는 예상했던 것과 다릅니다.

첫 번째 용의자인 초신성은 배제됐다. 대신, 아마도 우리 태양 질량의 약 30배에 달하는 거대한 별이 수억 배 더 큰 블랙홀의 중력에 의해 찢겨졌습니다. J2245+3743으로 분류된 이 사건은 이제 과학자들이 초대질량 블랙홀 주변의 폭력적인 생태계를 어떻게 이해하는지 다시 쓰고 있습니다.

우주 불꽃놀이

우리 은하를 포함한 대부분의 은하의 중심에는 거대한 블랙홀이 있습니다. 이것은 태양보다 수십억 배 더 질량이 큰 초거대 블랙홀입니다. 블랙홀은 정의상 거의 어둡습니다. 하지만 근처에 가스, 먼지 또는 불운한 별이 있으면 블랙홀의 거대한 중력이 강착 원반이라고 불리는 소용돌이 원반으로 흘러들어갑니다.

이 부착 디스크는 마찰로 인해 극도로 뜨거워집니다. 사실, 그것은 너무 뜨거워져서 빛을 내는데, 이 빛은 우주 전역에서 볼 수 있습니다. 이 빛이 발생할 때 천문학자들은 이를 활성은하핵(AGN)이라고 부릅니다. AGN은 본질적으로 블랙홀의 눈에 보이는 "트림"입니다.

천문학자들이 무언가를 AGN으로 식별하는 것은 어렵습니다. 그래서 그들은 다른 가능성을 배제하는 것부터 시작했습니다. 그들이 배제한 첫 번째 옵션은 초신성(폭발하는 별)으로, 초광성 사건에서 항상 용의자가 됩니다. 행사의 에너지가 너무 컸어요. 다음 용의자는 중력 렌즈 현상으로, 가까운 은하가 먼 광원에서 나오는 빛을 확대하는 현상입니다. 그들은 또한 이 옵션도 배제했습니다. 감마선 폭발이나 고에너지 X선 역시 그러한 방사선을 기록하지 않았기 때문에 이를 설명하지 못했습니다.

남은 유일한 가능성은 조수 붕괴 사건(TDE)이라는 특별한 가능성뿐이었습니다.

별이 너무 가까워지면

TDE는 별이 블랙홀에 너무 가까이 다가가 중력에 의해 조각날 때 발생합니다. 별 파편의 일부는 바깥쪽으로 튀어나오는 반면 다른 일부는 안쪽으로 나선형으로 움직이면서 믿을 수 없을 만큼 강렬하게 가열되고 빛납니다. 이러한 사건은 드물지만 연구자들은 과거에 이를 관찰한 적이 있습니다. 그러나 우리는 이미 활성화된 은하핵 내부에서 TDE가 발생하는 것을 본 적이 없습니다.

이는 전체 이벤트를 훨씬 더 강력하게 만듭니다. 별 자체는 강착 원반의 에너지를 증폭시켜 더 길고 밝은 플레어를 생성합니다. 이 경우 별 자체는 꽤 커서 우리 태양보다 질량이 30~100배 더 큽니다. 이것이 실제로 그렇다면 J2245+3743은 지금까지 장거리 관측으로 볼 수 있었던 가장 강력한 조수 붕괴임을 의미합니다. 광도는 태양 10조개에 맞먹는 수준이었습니다.

"이 플레어는 이전의 가장 강력한 AGN 과도 현상보다 30배 더 강력합니다. 우주에서 이 정도의 전자기 에너지를 방출할 수 있는 물리적 사건은 거의 없습니다."라고 연구자들은 연구에서 썼습니다.

이로 인해 천문학자들은 블랙홀이 어떻게 공급되는지 다시 생각하게 됩니다. 만약 그들이 자신의 강착 원반 내부의 거대한 별을 찢을 수 있다면 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 효율적으로 먹이를 공급할 수 있습니다. 이러한 "AGN-TDE"는 은하계가 아직 젊고 혼란스러웠던 초기 우주 동안 초대질량 블랙홀의 급격한 성장을 설명할 수 있습니다.

연구원들은 또한 그러한 사건이 더 많이 발생했을 것이라고 생각하지만, 우리는 이를 제대로 추적할 수 있는 도구가 없었습니다. Vera Rubin Observatory의 LSST(Legacy Survey of Space and Time)와 같은 미래의 하늘 조사를 통해 이를 더 쉽게 포착할 수 있습니다. 루빈 망원경은 며칠 밤마다 눈에 보이는 하늘 전체를 스캔하여 매년 수천 개의 일시적인 플레어를 발견할 수 있습니다.

Nature에 "초거대 블랙홀에서 기록된 극도로 빛나는 플레어"라는 연구 결과가 게재되었습니다. .