블랙홀에서 뻗어나오는 수수께끼의 어두운 광선이 발견! 일명'천사의 사다리'?

Credit:NASA, ESA, STScI and W.P. Maksym (CfA)

허블우주망원경이 촬영한 은하의 이미지에서 지금까지 발견된 적이 없는 새로운 현상이 발견 됐습니다.

10월 8일 과학잡지 『The Astrophysical Journal Letters』에 발표된 연구에는 활동 은하의 중심의 거대 블랙홀로부터 뻗어나가는 어둠의 광선을 분석했고 그것이 지구에서도 볼 수 있는 기상현상과 유사한 가능성을 보고했습니다.

그 기상 현상이란 지구에서는 일명「천사의 사다리」라고 알려진 해질 무렵에 구름이 빛을 가려 햇살이 내리는 듯한 아름다운 광경을 말합니다.

트위터의 게재로 시작된 연구

Credit:NASA, ESA, STScI and W.P. Maksym (CfA)

위 사진은 지구로부터 약 1억 5600만 광년 멀어진 활동 은하(세이퍼트 은하) 「IC 5063」의 모습을, 허블 우주 망원경이 촬영한 것입니다.

잘 보면 은하의 중심 부분에서 어두운 선이 X자 모양으로 뻗어 있는 것을 알 수 있습니다.

이 이상한 어둠의 광선을 최초로 발견한 사람은 아마추어 천문학자인 주디 슈미트.

활동 은하핵에 흥미를 가지고 있던 슈미트씨는, 공개되고 있는 허블 우주 망원경의 어카이브로부터, 「IC5063」의 관측 사진을 선택해 노출값의 사진 이미지를 재처리 하고 있었습니다.

그러자 노출값이 강조된 이미지 속에서 이 어두운 광선이 나타난 거죠.

이것이 무엇인지 몰랐던 그녀는 바로 그 재처리한 사진을 트위터에 올렸어요.

그러자 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터의 천문학자 피터 맥심을 비롯한 여러 천문학자들이 즉각적인 흥미를 나타냈죠.

이것을 발단으로 결성된 것이 이번 연구팀 이었습니다.

지구에서 나타나는 '천사의 사다리'와
동일한 현상?

이 현상을 연구팀은 지구에서 볼 수 있는 어떤 기상 현상과 동일한 것이 아닐까 생각하고 있습니다.

그것이 박명광선입니다.

이것은 낭만적인 명칭으로는 '천사의 사다리' 라고도 표현되는 일출과 해질녘 하늘에서 볼 수 있는 아름다운 빛의 그림자 광선 패턴입니다.

Credit:Z. Levay,hubblesite

활동 은하의 중심에는 초거대 질량 블랙홀이 존재하고 있습니다.

블랙홀 자신이 빛나는 것은 아니지만 그 주위에 모여있는 낙하하는 가열된 가스는 밝은 빛을 발하고 있습니다.

이 빛이 블랙홀을 둘러싼 먼지 원반을 투과했을 때 밀집된 먼지가 모인 장소에 비친 빛이 그림자가 되어 지구 하늘에서 볼 수 있는 박명광선과 같은 상태를 만들고 있는 것은 아닐까 하는 것입니다.

다만 그 사이즈는 지구와는 많이 다릅니다.

「IC5063」에서 비치는 어둠의 광선은 매우 대규모로 적어도 3만 6 천광년에 걸쳐 성장되어 있습니다.

블랙홀을 둘러싼 먼지의 구조를
이해할 수 있을지도 모른다.

Credit:NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)

연구팀은 이 희귀한 우주의 박명광선이 관측된 이유를 위의 사진처럼 블랙홀과 그주위의 원반이 은하면으로 기울어져 있었기 때문이 아닐까 생각 합니다.

보통 블랙홀의 원반은 은하면에 대해서 수평으로 존재하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

따라서 수평으로 존재하는 경우 위아래로 뻗는 방사는 아무것도 차단되지 않는 플라즈마 제트만으로 위사진과 같은 그림자 광선은 발생하지 않습니다.


이것은 일반적으로 볼 수 없는 블랙홀 주변의 원반 의 구조를 간접적으로 조사할 수 있는 절호의 기회 일지도 모릅니다.

블랙홀 주변의 먼지 구조를 이해하는 것은 초거대 질량 블랙홀의 행동과 주변 환경을 알 수 있는 것이 중요합니다.

이번 발견은 블랙홀의 강착원반이 생각보다 매우 희박한 가능성을 보여준다고 연구팀은 말합니다.

박명광선을 발생시킨다는 것은 해질녘의 드문드문 있는 구름처럼 거의 어디서든 빛을 투과시키는 큰 틈이 생긴다는 뜻입니다.

이 틈새는 블랙홀의 중력과 회전에 의해 원반이 왜곡되어 발생될 수 있습니다.

원반이 회전하면 그것은 은하를 안개에 잠긴 등대 처럼 비추게 될지도 모르겠네요」라고 막심씨는 그렇게 설명하고 있습니다.

또한 그림자의 광선이 3만 6천 광년이나 똑바로 뻗어나갔다는 것은 빛을 차단하는 먼지의 구조가 적어도 3만 6천 년 동안 전혀 변하지 않았다는 것을 보여줍니다.

아직 이 어두운 줄기 광선이 정말 우주의 박명광선 인지는 분명하지 않아요.

하지만 그럴 가능성은 상당히 높습니다.

앞으로 연구팀은 이 가능성을 밝히기 위해 연구를 진행해 나갈 것이라고 합니다.


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