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별의 생성과 소멸 속도를 결정하는 것은 블랙홀의 ‘질량’이다!

2018년 01월 02일 19:00
YouTube 제공
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은하의 생성 과정을 보면 초기에 무수히 맣은 별이 빠르게 만들어지다가, 시간이 흐르면서 별의 생성이 멈춘다. 그런데 이런 별의 생성과 소멸의 속도를 블랙홀의 ‘질량’이 결정한다는 연구 결과가 1월 1일 네이처에 발표됐다.

 

모든 거대 은하의 중심에는 태양보다 백만 배 이상 큰 질량의 블랙홀이 있다. 과학자들은 초거대 질량 블랙홀의 활동이 은하를 구성하는 별의 형성 과정에 영향을 미친다고 생각해 왔다. 그러나 지금까지 이를 증명할 만한 증거가 부족했다.

 

캘리포니아대학 천문학 및 천체물리학과 이그나시오 마틴 나바로(Ignacio Martín-Navarro) 박사는 기존 연구에서 이미 블랙홀 질량이 측정된 거대 은하를 중심으로 연구를 진행했다. 별이 생성된 이력에 대해서는 미국 텍사스에 있는 호비 에버리 망원경(Hobby-Eberly Telescope)으로 측정한 빛의 스펙트럼을 활용했다.

 

마틴 나바로 박사는 각 은하의 스펙트럼을 분석했다. 이어 분광 데이터에 맞는 별의 조합을 찾아 별이 만들어진 과정을 복원했다. 그 결과 별 형성 과정에 영향을 주는 뚜렷한 요인이 블랙홀의 ‘질량’임을 알아냈다. 그는 “같은 질량의 별이라도 별이 속한 은하 중심에 있는 블랙홀의 질량이 더 크면 작은 블랙홀을 가진 경우보다 별이 더 일찍 생기고 빨리 소멸했다”고 설명했다.

 

거대 질량 블랙홀의 존재 여부는 은하의 중심에 있는 에너지 영역인 활동은하핵(AGN: Active Galactic Nucleus)에서 나오는 방사선을 근거로 판단할 수 있다. 마틴 나바로 박사는 “질량이 큰 블랙홀은 활동은하핵으로부터 많은 에너지를 얻을 수 있기 때문에 별 형성 속도를 더 빠르게 한다”고 설명했다.

 

캘리포니아대학 천문학 및 천체물리학 진 브로디 교수는 이번 연구 결과에 대해 “은하의 별 형성 역사에 대한 블랙홀의 영향을 볼 수 있는 최초의 관측 증거”라고 강조했다.

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