지구를 향한 빛 발사
지난 2월 밤하늘에 믿을 수 없을 정도로 밝은 섬광이 나타났다. 이 밝은 섬광은 별이 초거대 블랙홀에 너무 가까이 떨어져 산산조각이 나면서 그곳에서 종말을 맞이한 결과였다.
그러나 이 희귀한 우주 사건은 우주가 현재 나이의 3분의 1에 불과했던 지구에서 약 85억 광년 떨어진 곳에서 일어났고, 그것은 해답보다 더 많은 의문들을 만들어냈다. AT 2022cmc로 알려진 이 발광 폭발의 신호는 캘리포니아 공과대학교 팔로마 천문대의 즈위키 과도 시설에 의해 처음으로 포착되었다. 블랙홀의 중력 조석력에 의해 별이 찢어질 때 조석 붕괴 사건으로 이름을 알렸다. 이전에도 격렬한 사건들을 관찰한 적이 있지만 지금 관측된 AT 2022cmc는 어떤 것보다도 밝고 관측된 것 중 가장 먼 거리이기도 하다. 블랙홀이 별을 집어삼킬 때, 엄청난 양의 에너지를 방출하고 빛의 속도에 가까운 속도로 우주를 가로질러 물질의 분출을 보냈다고 믿는다. AT 2022cmc가 매우 밝게 나타났을 가능성이 있는데 그 이유는 제트기가 지구를 직접 향했기 때문이며, 도플러 부스팅 효과라고 알려진 것을 만들어냈기 때문이다. 이는 지구 쪽으로 다가오는 가스가 내는 빛은 도플러 효과를 받아 훨씬 밝게 관측된다. 이 발견은 초거대 블랙홀의 성장과 그들이 별을 어떻게 하는지에 대해 많을 것을 밝혀낼 수 있을 것이다. 일반적으로 감마선 폭발은 무거운 별이 붕괴하면서 방출되는 X선의 강력한 제트로 밤하늘에서 가장 밝은 섬광을 말한다. 감마선 폭발은 이런 사건의 일반적 원인이다. 하지만, 밝은 만큼 붕괴하는 별이 만들어낼 수 있는 빛의 양은 많지 않다. AT 2022cmc가 너무 밝고 오래 지속되었기 때문에 거대한 무언가가 동력을 공급하고 있다는 것을 알아냈고 그 동력이 초거대 블랙홀이다.
신호 분석과 X선 망원경
천문학자들은 신호를 분석하기위해 국제 우주 정거장의 X선 망원경인 중성자별 내부 구성 탐색기를 사용했다.
AT2022cmc는 가장 강력한 감마선 폭발 잔광보다 100배 더 강력하다. 이유는 별은 산산조각이 났고, 그것의 조각들은 블랙홀의 돌아오지 않는 지점을 돌고 있는 회전 원반 안으로 당겨졌기 떄문이다. 이 사건이 방출한 극단적인 X선은 산산조각이 난 별이 블랙홀에 떨어지면서 파편에 소용돌이를 일으키면서 만들어졌다.
신기한 사건
즈위키 과도 시설은 우주를 연구하고 특이한 우주 사건을 정찰하는 데 사용되는 가장 큰 시설 중 하나이다.
즈위키 과도 시설이 처음 신호를 감지한 후, 수십 개의 다른 지상 및 우주 기반 망원경들이 AT 2022cmc에 초점을 맞추었고 이 신기한 사건에 대한 상세한 정보를 제공했다. 칠레에 있는 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경은 지구로부터의 거리를 측정하는데 도움을 주었고, 허블 우주 망원경은 방출된 적외선과 가시광선을 포착했으며, 뉴멕시코의 칼 G. 얀스키 망원경은 전파를 포착했다. 조석 붕괴 사건의 약 1%만이 상대론적 제트를 일으켜 회전하는 블랙홀의 극에서 플라즈마와 방사선을 방출한다. 블랙홀은 이웃 별에서 물질을 끌어내어 강착 원반으로 들어간다. 어떤 이유에서 조석 붕괴 현상이 제트를 생성하는지 아직 밝혀진 것은 없다 하지만, 제트를 생성하기 위해서는 블랙홀이 특히 빠르게 회전해야 할 가능성이 있다.
은하 밖 블랙홀
유럽남방천문대(ESO)의 초대형 망원경 관측에서 찾기 힘든 유형의 블랙홀이 이웃 은하에서 처음으로 발견되었다.
무거운 별들이 수명을 다했을 때 형성되는 휴면 상태의 항성질량 블랙홀은 주변과 상호작용을 많이 하지 않기 때문에 특히 발견하기 어렵다. 대부분의 블랙홀과 달리 휴면 상태의 블랙홀은 높은 수준의 X선 방사선을 방출하지 않기 때문이다.
이러한 현상들이 꽤 흔한 우주 현상으로 여겨지지만, 이러한 유형의 블랙홀은 우리 은하 밖에서 모호하게 감지되지 않았다.
새로 발견된 블랙홀은 적어도 우리 태양 질량의 약 9배 정도이며, 태양 질량의 약 25배에 달하는 뜨겁고 푸른 별을 돌고 있어 쌍성계의 일부가 된다. 직접 관측할 수 없는 블랙홀을 찾기 위해 은하수 근처 은하인 대마젤란운의 타란툴라 성운 지역에 있는 약 1,000개의 거대한 별을 조사했는데 쌍성계의 일부인 우주 동반성 주위를 도는 별들을 확인했다. 이어 동반자가 보이지 않는 쌍성계를 찾았고 분석을 통해 휴면 블랙홀임을 최종적으로 밝혔다.
블랙홀은 태약보다 적어도 약 9배는 더 무겁다는 것을 알려주었다.
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