천문학자들, 은하 SDSS1335+0728에서 실시간으로 깨어나는 거대한 블랙홀 관측

Seoul2019년 말에 은하 SDSS1335+0728이 갑자기 더 밝아졌습니다. 이 원인을 알아내기 위해 천문학자들은 유럽 남방 천문대(ESO)의 거대 망원경을 포함한 우주와 지상 관측소의 다양한 정보를 활용했습니다.

다음은 그들이 발견한 사항들입니다:

• 은하가 이전보다 훨씬 밝아졌습니다.
• 밝기의 변화가 일반적이지 않습니다.
• 중심에 있는 거대한 블랙홀이 깨어난 것으로 보입니다.

파울라 산체스 사에즈는 독일에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 천문학자로, 그녀는 Astronomy & Astrophysics 저널에 발표된 새로운 연구의 주 저자입니다. 그녀는 이 은하가 여러 해 동안 조용하고 활동이 없어 보였다고 합니다. 그런데 2019년 12월, 그 중심부가 갑자기 매우 밝아지기 시작했습니다.

SDSS1335+0728은 현재 거대 블랙홀에 의해 동력을 얻는 밝고 밀집된 영역을 가지고 있는데, 이를 '활동 은하핵' (AGN)이라고 부릅니다. 초신성 폭발과 같은 일부 사건은 은하를 빛나게 만들 수 있지만, 이러한 현상은 몇 십일에서 몇 백일까지만 지속됩니다.

SDSS1335+0728은 처녀자리에서 3억 광년 떨어져 있는 독특한 은하입니다. 이 은하는 4년 넘게 밝아지고 있습니다. 그 밝기의 변화는 이전에 본 적이 없는 방식이어서, 천문학자들은 새로운 설명을 찾아내야 했습니다.

연구팀은 과거 데이터와 새로운 관측을 통해 은하를 연구했습니다. 그들은 칠레의 VLT에 있는 X-shooter 장비로 수집한 정보를 분석했습니다. 2019년 12월 이전에는 이 은하가 자외선, 가시광선, 적외선 파장에서 빛을 방출했습니다. 2019년 12월 이후로 SDSS1335+0728는 이러한 파장에서 더 많은 빛을 방출하기 시작했고, 2024년 2월에는 X-선을 방출하기 시작했습니다.

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거대한 블랙홀은 태양 질량의 십만 배가 넘습니다. 이들은 대부분의 은하 중심에 위치하고 있으며, 우리 은하수도 포함됩니다. 디에고 포르타레스 대학의 클라우디오 리치에 따르면, 이러한 블랙홀은 보통 활동적이지 않거나 눈에 보이지 않는다고 합니다. SDSS1335+0728의 블랙홀은 주변 가스를 흡수하기 시작하면서 밝게 빛나게 되었습니다.

이 과정은 이전에 본 적이 없습니다. 이전 연구에서는 비활성화된 은하가 여러 해 후에 활성화되는 것을 보여주었습니다. 그러나 이번에는 블랙홀이 실시간으로 깨어나는 것이 최초로 관찰되었습니다. 베이징대학교 카블리 천문학 및 천체물리학 연구소의 리치 연구원은 이것이 우리 은하수의 블랙홀인 Sgr A*에서도 발생할 수 있다고 말합니다. 하지만 이 가능성이 어느 정도인지는 아직 알 수 없습니다.

다른 가능한 설명을 배제하기 위해서는 추가적인 관찰이 필요합니다. 한 가지 가능한 설명은 별이 블랙홀에 가까이 다가가면서 천천히 분해되는 사건입니다. 만약 이것이 사실이라면, 우리가 본 것 중 가장 길고 약한 형태의 사건일 것입니다.

은하의 변화는 우리가 블랙홀과 그 발전 과정에 대해 배우는 데 도움이 됩니다. 산체스 사에즈는 VLT의 MUSE와 미래의 초대형 망원경(ELT)과 같은 도구들이 은하가 왜 더 밝아지고 있는지를 이해하는 데 도움을 줄 것이라고 설명합니다.

미국의 Zwicky Transient Facility (ZTF) 망원경이 처음으로 이 은하의 비정상적인 밝기를 발견했습니다. 칠레가 주도하는 ALeRCE 그룹은 이를 활성 은하핵으로 확인했습니다. 이전 데이터는 NASA의 WISE와 GALEX, 2마이크론 전천탐사(2MASS), 슬론 디지털 전천탐사(SDSS), 그리고 Spektr-RG의 eROSITA 기기를 포함한 여러 출처에서 나왔습니다. 추가 관측은 유럽남방천문대(ESO)의 VLT와 NASA의 Swift 및 Chandra X선 관측소를 포함한 여러 관측소에서 이루어졌습니다.