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[표지로 읽는 과학] 블랙홀 진화와 코로나 감소 현상

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2019년 01월 12일 14:18 프린트하기

네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 10일 주변 별(항성)으로부터 물질을 흡수하기 시작한 블랙홀의 모습을 표지로 실었다. 황금색 베이글 모양을 닮은 강착원반 속 블랙홀이 있는 것이 보인다. 블랙홀을 둥그렇게 감싸고 있는 고에너지 입자들인 하얀색 코로나와 푸르스름하고 신비스러운 빛깔의 기둥인 제트도 볼 수 있다. 그간 천문학계에서는 제트의 발생요인이 코로나와 강착원반 중 무엇인지 고민해왔다


에린 캐라 미국 메릴랜드대 천문학과 연구원 연구진은  블랙홀이 회전하면서 강력한 물질을 분출하는 제트 현상이 나타난 뒤 강착원반의 크기에는 아주 작은 변화만 있던 반면 코로나의 크기가 줄었다는 관측 결과를 네이처 10일자에 발표했다. 이는 제트가 강착원반이 아닌 코로나와 관계가 있다는 것을 의미한다.


블랙홀은 강력한 중력으로 주변의 모든 물질들을 빨아들인다. 강착원반은 그 물질이 원반 형태의 황금색 가스 구름을 그리며 빨려 들어가는 모습을 뜻한다. 이 가스 구름이 블랙홀에 한번에 흡수되지 못하고 블랙홀의 입구 주변에 점점 쌓이면서 밀도가 높아지는 경우가 있다. 이 물질들이 입구 주변에 쌓여 일순간 강력한 엑스선의 형태로 블랙홀 중심에서 수직방향으로 분출되는데 이를 제트라고 부른다. 이런 일련의 과정을 통칭해 ‘블랙홀 전이’라고도 부른다.


천문과학자들은 블랙홀 전이를 포착하기 위해 노력해왔다. 이를 분석하면 블랙홀의 진화에 대한 연구나 제트와 코로나, 강착원반과의 관계성을 알 수 있다. 

 

연구진은 지난해 3월 ‘MAXI J1820_070’이라는 새로운 블랙홀 전이 현상을 포착했다. 미국항공우주국(NASA)은 '중성자별 내부 구성성분 탐사 기기(NICER·나이서)' 관측장비를 이용해 블랙홀의 엑스선 방출 과정을 관측했다. 블랙홀이 제트를 방출한 후에 코로나의 크기가 줄어든 반면 강착원반의 크기에는 큰 변화가 없었다. 연구진은 이를 근거로 코로나의 수축과 제트가 관련이 있다고 분석했다.

 

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