새 연구: 과거 우주 충돌로 우리 은하의 초대질량 블랙홀이 형성될 가능성

Seoul유엔엘브이 네바다 천체물리학 센터의 과학자들은 우리 은하에 있는 초대질량 블랙홀인 궁수자리 A*(Sgr A*)가 두 개의 객체가 합쳐지면서 형성되었다는 강력한 증거를 발견했습니다. 이 발견은 초대질량 블랙홀이 어떻게 존재하게 되는지를 설명하는 데 도움이 되며, 천체물리학에서 주요한 질문을 해결합니다.

연구의 주요 발견 사항은 다음과 같습니다: 첫째, Sgr A의 빠른 회전과 은하의 각 운동량과의 불일치; 둘째, Sgr A와 다른 초대질량 블랙홀 사이의 중요한 병합 사건; 셋째, 이 병합이 약 90억 년 전에 발생했을 가능성; 넷째, 2035년에 계획된 LISA와 같은 우주 기반 중력파 탐지기들에 의한 미래 관측의 중요성입니다.

과학자들은 초대질량 블랙홀의 기원을 이해하려고 노력해왔습니다. 태양보다 백만 배 이상의 무게를 가지는 이 거대한 블랙홀들은 대부분의 은하 중심에 위치하고 있습니다. 초대질량 블랙홀 형성의 두 가지 주요 이론은 주변 물질을 끌어모아 성장하거나 작은 블랙홀과의 합병을 통해 성장한다는 것입니다. 네바다 대학교 라스베이거스(UNLV)의 연구자들은 이벤트 호라이즌 망원경(EHT)의 데이터를 사용하여 우리 은하의 중심에 있는 Sgr A* 블랙홀의 특별한 특징을 연구하였습니다.

연구자들은 우리 은하 중심의 블랙홀인 Sgr A가 독특하고 빠른 회전을 하고 있으며, 은하의 회전축과 일치하지 않는다는 사실을 밝혀냈습니다. 이와 같은 독특한 회전과 각도는 Sgr A가 오래 전 다른 블랙홀과 합쳐졌을 가능성을 시사합니다. 과학자들은 시뮬레이션을 통해 4:1의 질량비를 가진 블랙홀들이 기울어진 궤도에서 합쳐질 때 이러한 특성이 설명될 수 있음을 발견했습니다. 이 발견은 초대질량 블랙홀이 다른 블랙홀과의 합병을 통해 성장할 수 있다는 이론을 뒷받침합니다.

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연구에 따르면 약 90억 년 전에 은하수가 가이아-엔셀라두스 은하와 합병하는 주요 합병 사건이 발생했다고 합니다. 이는 우리 은하의 과거 움직임에 대한 이해를 높여줍니다. 이러한 결과는 향후 관측 계획과 LISA와 같은 중력파 탐지기의 설계에 영향을 미칠 가능성이 높습니다.

2022년에 사건의 지평선 망원경이 Sgr A*를 촬영한 것은 이 연구에서 중요했습니다. 세계 각지에 있는 여덟 개의 전파 관측소의 데이터를 결합하여 매우 큰 망원경을 만들어냈습니다. 이러한 새로운 촬영 기술은 과학자들이 블랙홀과 그 변화를 이해하고 이론을 검증하며 발전시키는 데 도움을 줍니다.

연구에 따르면 Sgr A*가 큰 합병 사건을 통해 형성되었을 가능성이 높습니다. 이 발견은 초대질량 블랙홀에 대한 이해를 돕고, 우주를 연구하기 위한 첨단 관측 도구의 필요성을 강조합니다. 또한, 미래의 우주 기반 중력파 탐지기가 우주에서 더 많은 초대질량 블랙홀 합병을 발견할 가능성이 높다는 것을 시사합니다.