한일 공동 우주전파관측망, 활동성은하핵이 만든 거대한 빛 포착

천문연 등 국제 공동 연구팀, 강력한 제트 분출에 의한 전파엽 탄생 순간 관측

국제 공동 연구팀이 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나인 활동성은하핵(AGN)이 만들어내는 거대한 빛을 포착해 냈다.

한국천문연구원 와지마 키요아키 박사가 참여한 한국과 일본, 미국, 이탈리아 등 4개국 공동 연구팀은 활동성은하핵 ‘3C 84’가 만들어내는 강력한 제트 분출로 인한 ‘전파엽'(radio lobe)의 탄생 순간을 관측했다고 13일 밝혔다.

은하 중심에서 대량의 에너지를 방출하는 영역을 활동성은하핵이라고 하는데, 그 중심부에는 태양 질량의 100만 배에서 수십억 배에 이르는 ‘초대 질량 블랙홀’이 존재한다.

이 초대 질량 블랙홀에서 분출된 고에너지의 제트(jet·물질을 분출하는 현상)는 주변의 고밀도 가스와 충돌하며 거대한 빛을 내는데, 빛이 나뭇잎 모양으로 생겼다고 해서 ‘전파엽’이라 부른다.

이 전파엽의 크기는 은하 자체보다도 훨씬 크다.

이번 연구 결과는 천문연의 한국우주전파관측망(KVN)과 일본국립천문대의 일본우주전파관측망(VERA)을 결합한 한일 공동 우주전파관측망(KaVA)을 활용해 2015년부터 4년 동안 3C 84의 전파를 정밀 관측해 얻어냈다.

관측 결과 3C 84 은하 중심의 초대 질량 블랙홀에서 분출된 제트 끝 지점의 열점(전파엽 내 가장 밝게 빛나는 부분)이 2016년 7월부터 1년여 동안 움직임을 멈춘 것으로 나타났다.

이어 2018년부터 열점과 주변 전파엽이 다시 움직이기 시작하더니 열점은 사라지고 전파엽의 밝기 또한 감소했다.

초대 질량 블랙홀에서 분출된 제트가 주변 고밀도 가스와 격렬하게 충돌하면서 활동성은하핵의 전파엽 진행과 성장에 영향을 미치는 것으로 분석된다.

와지마 키요아키 박사는 “이번 연구가 블랙홀 제트와 주변 물질의 상호작용에 의한 우주의 진화 과정을 밝히는 데 기여할 것”이라고 말했다.

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