새로운 연구에 따르면 우리은하 중심의 초대질량 블랙홀은 약 90억년 전에 또 다른 블랙홀과 합쳐져 형성됐다. 사건의 지평선 망원경(Event Horizon Telescope)의 데이터를 사용한 이번 발견은 블랙홀의 빠른 회전과 은하계와의 잘못된 정렬을 설명하는 데 도움이 됩니다.
태양 질량의 백만 배 이상이며 대부분의 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 기원은 우주에서 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있습니다.
이제 UNLV 네바다 천체물리학 센터(NCfA)의 연구원들은 은하수 중심에 있는 초거대 블랙홀인 궁수자리 A*(SgrA*)가 과거 우주 합병으로 형성되었을 가능성이 높다는 강력한 증거를 발견했습니다.
이 연구는 최근 Nature Astronomy 저널에 게재된 2022년 궁수자리 A*의 첫 직접 이미지를 포착한 EHT(Event Horizon Telescope)의 최근 관측을 기반으로 합니다. EHT는 전 세계 8개 기존 전파천문 관측소의 데이터를 동기화하여 지구 크기의 거대한 가상 망원경을 만드는 글로벌 연구 협력의 결과입니다.
UNLV 천체물리학자 Yihan Wang과 Bing Zhang은 궁수자리 A*에 대한 EHT 관측을 사용하여 이것이 어떻게 형성되었는지에 대한 증거를 찾았습니다. 초대질량 블랙홀은 오랜 기간 동안 물질이 축적되거나 기존 블랙홀 두 개가 합쳐지면서 형성되는 것으로 생각됩니다.
UNLV 연구팀은 SgrA*의 독특하고 빠른 회전과 은하 각운동량에 따른 정렬 불량을 이해하기 위해 다양한 성장 모델을 연구했습니다. 연구팀은 SgrA*와 위성 은하에서 나온 또 다른 초거대 블랙홀 사이의 주요 합병 사건이 이러한 특이한 특징을 가장 잘 설명한다는 것을 보여주었습니다.
"이 발견은 초대질량 블랙홀이 어떻게 성장하고 진화하는지에 대한 우리의 이해를 위한 길을 열었습니다. SgrA*의 높은 스핀 정렬 오류는 그것이 다른 블랙홀과 합쳐져 스핀의 진폭과 방향을 극적으로 변화시켰을 수 있음을 시사합니다."
연구원들은 정교한 시뮬레이션을 통해 SgrA*의 관찰된 스핀 특성과 일치하는 다양한 시나리오를 고려하여 합병 효과를 모델링했습니다. 결과는 4:1 질량비와 고도로 기울어진 궤도 구성의 병합이 EHT에서 관찰된 스핀 특성을 재현할 수 있음을 보여줍니다.
UNLV 물리학 및 천문학 석좌교수이자 NCfA 창립 이사인 Zhang은 "이 합병은 아마도 은하수가 가이아-엔셀라두스 은하와 합병된 후 약 90억년 전에 일어났을 것"이라고 말했습니다. "이 사건은 층상 블랙홀 합병 이론에 대한 증거를 제공할 뿐만 아니라 은하수의 역동적인 역사에 대한 통찰력을 제공합니다."
SgrA*는 지구에서 27,000광년 이상 떨어진 은하수 중심에 위치하고 있으며 EHT와 같은 정밀 도구는 과학자들이 예측 이론을 테스트하는 데 도움이 되는 직접적인 이미징을 제공할 수 있습니다.
연구원들은 이번 연구 결과가 2035년에 발사될 예정이며 우주에서 유사한 초거대 블랙홀 합병을 감지할 것으로 예상되는 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)와 같은 향후 우주 기반 중력파 감지기의 향후 관측에 큰 영향을 미칠 것이라고 말했습니다.
/SciTechDaily에서 편집됨