(CLO) 천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용하여 빅뱅 이후 불과 8억 년이 지난 지금, 조용히 '잠자고 있는' 초거대 블랙홀을 발견했습니다.
태양의 약 4억 배 질량을 가진 이 블랙홀은 은하의 가스와 먼지를 대량으로 흡수했고, 이로 인해 너무 많은 것을 섭취한 후 '잠'에 빠졌습니다.
12월 18일 네이처 저널에 발표된 이 발견은 초기 우주에서 초거대 블랙홀이 어떻게 빠르게 성장했는지에 대한 의문을 더욱 복잡하게 만들었습니다.
이러한 블랙홀은 대개 매우 크고 근처 우주의 큰 은하에서 종종 발견되며, 그 질량은 모은하의 총 질량의 약 0.1%를 차지합니다. 그러나 이번 연구에서 발견된 블랙홀의 질량은 모은하 질량의 약 40%에 해당합니다.
초거대 블랙홀은 일반적으로 더 큰 블랙홀끼리 합병하고 모은 은하의 가스와 먼지를 흡수하여 성장하는 것으로 생각됩니다. 이 과정으로 초거대 블랙홀이 생성되려면 수십억 년이 걸릴 것으로 생각됩니다. 그러나 JWST는 우주의 아주 초기, 즉 약 8억 년 밖에 되지 않은 거대한 블랙홀을 감지했습니다.
초기 우주의 과식 블랙홀이 낮잠을 자려고 합니다. 일러스트: Jiarong Gu
놀라운 점은 이 블랙홀이 엄청난 질량을 가지고 있음에도 불구하고 다른 초거대 블랙홀처럼 가스와 먼지를 빠르게 흡수하지 않는다는 것입니다. 대신 그것은 매우 느린 속도로 물질을 흡수하는데, 이는 그러한 블랙홀이 가능한 최대 속도의 약 1%에 불과합니다. 이 블랙홀은 다른 블랙홀만큼 밝게 빛나지 않기 때문에 '잠복' 상태에 있으며 감지하기 어렵습니다.
이 블랙홀은 '잠자는' 상태에 있음에도 불구하고 엄청난 질량 덕분에 여전히 감지될 수 있습니다. 블랙홀의 '잠'은 또한 그것이 속한 모 은하의 질량과 구조를 연구할 수 있는 기회를 제공합니다.
연구팀의 멤버인 로베르토 마이올리노는 이러한 블랙홀이 "커서 태어났을 가능성이 있다"고 말했습니다. 즉, 처음부터 크게 형성되었을 수 있다는 뜻입니다. 또 다른 가능성은 그들이 과잉활동적인 기간을 거친 후 긴 휴식 기간을 갖는다는 것입니다.
마이올리노와 그의 팀은 초기 우주에서 초거대 블랙홀의 성장에 대한 시뮬레이션을 실행했고, 이러한 블랙홀이 "과잉 공급" 에피소드를 겪을 수 있다는 것을 발견했습니다. "과잉 공급" 단계 동안 블랙홀은 매우 빠르게 성장하지만, 이러한 단계는 약 500만~1000만 년 동안만 지속되고 그 후 수천만 년 동안 "잠을 자게" 됩니다.
마이올리노는 "이러한 짧은 폭발은 블랙홀이 대부분의 시간을 휴면 상태로 보내는 동안 빠르게 성장하는 데 도움이 됩니다."라고 말했습니다. 이 블랙홀의 수면 기간은 '과잉섭취' 단계보다 10~20배 더 길 수 있는데, 이로 인해 초기 우주의 블랙홀은 대부분 졸린 상태이고 감지하기 어렵습니다.
이 초거대 블랙홀의 발견은 초기 우주에서 블랙홀의 형성과 진화를 더 잘 이해하는 데 큰 진전입니다. 연구팀은 초기 우주가 잠자는 우주의 "괴물"로 가득 차 있었을 것이라고 제안하며, 앞으로 그러한 블랙홀을 더 많이 발견할 수도 있다고 말했습니다. 그러나 이러한 블랙홀의 "휴면" 특성으로 인해 이를 감지하는 것은 앞으로 몇 년 동안 천문학자들에게 큰 과제가 될 것입니다.
Ngoc Anh (Space, Daily Mail, Popsci에 따르면)
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출처: https://www.congluan.vn/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-ho-den-khong-lo-ngu-sau-khi-an-qua-nhieu-post326434.html
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