지구서 3억6000만 광년거리 오피우추스(Ophiuchus) 은하단 중심 블랙홀 추정

천문학자들은 먼 은하단 중심부 거대한 폭발이 앞선 기록보다 약 5 배 더 많은 에너지를 방출했다은 새로운 연구 결과를 발표했다.

은하단을 구성하는 것은 개별 은하계와 함께 암흑 물질 및 뜨거운 가스를 포함해 거대 중력을 통해 유지된다.

이번 우주 최대 폭발은 은하단 중앙 은하에 위치한 블랙홀에 의해 생성된 것으로 추정된다. 이 은하는 제트를 분출해 주위 뜨거운 가스에 큰 구멍을 냈다. 연구원들은 이 폭발이 이전 기록 보유자보다 5 배 더 많은 에너지를 방출했으며 일반적인 은하단보다 수십만 배 더 많은 에너지를 방출했다고 추정한다.

미국 워싱턴 D.C. 해군연구소 연구 책임자 시모나 가이아신투치(Simona Giacintucci)는“이 폭발은 1980년 세인트헬렌산의 분화가 산 정상에서 폭발한 것과 유사하다. 차이는 이번 폭발이 뜨거운 가스 분화구에 은하단 15개의 은하계를 일렬로 정렬할 수 있다는 것”이라고 말했다.

폭발은 지구에서 약 3억6000만 광년 떨어진 오피우추스(Ophiuchus) 은하단에서 발생했다. 가이아신투치와 동료 연구진은 이 가스 기원이 은하단을 구성하는 은하들 중 하나에 있는 초대질량 블랙홀이라고 생각한다.

앞서 2016년 NASA 찬드라 X선 관측소(Chandra X-ray Observatory)가 촬영한 이미지를 조사한 노버트 베르너(Norbert Werner)가 이끄는 연구에서 엄청나게 강력한 오피우추스 폭발의 가능성이 제기됐다.

베르너와 동료 연구자들은 폭발로 형성된 블랙홀 중심 벽의 일부일 수 있는 클러스터에서 이상한 곡선 가장자리를 보고했다. 과학자들은 이 같은 블랙홀을 만드는 데 약 5배의 10 ^ 54 줄의 에너지가 필요할 것이라고 계산했다. 비교를 하자면 전 세계 인류의 총 에너지 소비량은 약 6 배 10 ^ 20 줄이다.

단, 2016년 연구에서는 실제로 폭발이 해당 곡선 모서리를 담당한다는 사실은 밝혀지지 않았다.

가이아신투치와 동료 연구진들은 찬드라와 유럽 ‘XMM-Newton’ 우주 망원경의 추가 X-선 데이터와 호주의 멀치슨 와이드필드 어레이(Murchison Widefield Array), 인도의 거대 미터파 라디오 망원경(Giant Metrewave Radio Telescope)에서 수집 한 무선 정보를 분석했다.

결합된 데이터는 곡선 모서리가 실제로 무선 방출이 풍부한 영역과 경계를 이루기 때문에 블랙홀 중심 ‘공동(cavity)’ 벽의 일부임을 보여준다. 블랙홀의 폭발이 전자를 거의 빛의 속도로 가속, 이 같은 방출이 발생했을 가능성이 있다고 연구원들은 말했다.

오피우추스 폭발로 방출된 에너지는 은하단에서 전형적으로 보이는 폭발보다 수십만 배 더 크다고 연구자들은 말했다. 그리고 이전 은하단 ‘MS 0735.6 + 7421’의 분화 폭발 기록보다 약 5배 크다.

폭발은 끝났다. 무선 데이터는 제트 활동이 진행되고 있다는 증거가 없다고 과학자들은 말했다. 찬드라 데이터는 단지 한 영역의 제트 방출만을 보여준다. 블랙홀 제트는 일반적으로 두 가지 방향으로 진행되기 때문에 약간 이상하다.

연구진은 다른 쪽(블랙홀 중심의 반대편)의 제트 공급 가스가 덜 풍부하고 그 결과 에너지 방출이 더 빨리 소멸될 수 있다고 말했다.

새로운 연구는 ‘천체물리저널(The Astrophysical Journal)’에 2월 27일자로 발표됐다. 출판전논문 사이트 ‘아르시브(arXiv.org)’를 통해서도 논문을 확인할 수 있다.