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우리은하 40분의 1 크기 ‘미니타원은하’에도 블랙홀 존재

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우리은하 40분의 1 크기 ‘미니타원은하’에도 블랙홀 존재

2016.04.19 18:00
미니타원은하(SDSS J085431.18+173730.5·왼쪽)의 중심에서 발견된 강한 에너지를 방출하는 활동성 은하핵(오른쪽). - 한국천문연구원 제공
미니타원은하(SDSS J085431.18+173730.5·왼쪽)의 중심에서 발견된 강한 에너지를 방출하는 활동성 은하핵(오른쪽). - 한국천문연구원 제공

국내 연구진이 질량이 큰 거대은하에서만 발견되던 ‘활동성 은하핵’ 현상을 우리은하보다 질량이 작은 은하에서 처음으로 발견했다.

 

김민진 한국천문연구원 광학천문본부 은하진화그룹 선임연구원 팀은 독일 유럽남방천문대(ESO)와 공동으로 우리은하 질량의 40분의 1에 불과한 미니타원은하(SDSS J085431.18+173730.5)의 중심부에서 활동성 은하핵 현상을 발견했다고 19일 밝혔다.

 

미니타원은하(조밀타원은하)는 태양 질량보다 약 10억 배 무겁지만 비슷한 질량의 왜소타원은하보다 밀도가 커 크기는 훨씬 작다.

 

활동성 은하핵 현상은 은하 중심에 있는 거대 질량 블랙홀에 주변 물질들이 유입되면서 강한 에너지가 뿜어져 나오는 현상으로, 주로 거대타원은하에서 발견된다. 활동성 은하핵에서 나오는 수소방출선의 세기와 선폭을 분석하면 중심부 블랙홀의 질량을 정확히 측정할 수 있어 은하와 블랙홀의 동반 진화 과정을 연구하는 데 유용하다.

 

조밀타원은하 중심부의 광학 스펙트럼에서 검출된 강력한 수소방출선. 분석 결과 미니타원은하의 중심에 태양질량의 약 2백만에 이르는 거대 질량 블랙홀이 존재한다는 사실이 확인됐다. - 한국천문연구원 제공
조밀타원은하 중심부의 광학 스펙트럼에서 검출된 강력한 수소방출선. 분석 결과 미니타원은하의 중심에 태양질량의 약 200만배에 이르는 거대 질량 블랙홀이 존재한다는 사실이 확인됐다. - 한국천문연구원 제공

연구진은 국제 천체관측협력 프로젝트인 ‘슬론전천탐사(SDSS)’의 관측 자료와 미국 하와이에 있는 3.6m 크기 ‘캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)’으로 가까운 거리의 왜소은하를 관측해 얻은 자료를 분석했다.

 

그 결과 연구진은 미니타원은하 중심부에서 강력한 수소방출선이 검출돼 활동성 은하핵 현상이 일어나고 있다는 증거를 확보했다.

 

이 은하 중심의 블랙홀은 태양 질량의 약 200만 배에 이르며 은하 전체 별 질량의 약 0.1%에 해당하는 것으로 확인됐다. 이를 통해 연구진은 거대타원은하에서 밝혀진 은하 질량과 블랙홀 질량 간의 상관관계가 미니타원은하에서도 동일하게 나타난다는 사실을 입증했다.

 

이전까지 미니타원은하 대부분은 거대은하의 주변에서만 발견돼 미니타원은하는 강력한 중력을 가진 거대은하 주위를 맴돌던 위성은하의 외곽부가 뜯겨나가고 남은 은하중심부의 잔재라는 이론이 지배적이었다.

 

하지만 이번에 새롭게 발견된 미니타원은하 주변에 거대은하가 없다는 점에서 연구진은 이 은하가 우리은하 100분의 1 규모의 왜소은하 여러 개가 서로 고밀도로 병합되면서 생성됐을 것으로 추정했다.

  

연구 결과는 천문학 분야 학술지 ‘천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)’ 3월 17일자에 실렸다.

 

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