주변 은하 야금야금 잡아먹는 은하 발견
주변 은하 야금야금 잡아먹는 은하 발견
  • 함예솔
  • 승인 2018.12.12 03:35
  • 조회수 1231
  • 댓글 0
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주변은하 먹어치우고 있었다. 출처: (NRAO/AUI/NSF) S. Dagnello
주변 은하를 먹어치우는 중. 출처: (NRAO/AUI/NSF) S. Dagnello

<Science>에 게재된 연구인데요. 이제까지 발견된 가장 밝은 은하 중 하나가 어떻게 그토록 눈부실 수 있었는지에 대한 내용이 담겼습니다. 이 은하는 주변의 은하 셋을 잡아먹고 있었습니다.

 

칠레의 산티아고 디에고포테일즈대학교(Universidad Diego Portales in Santiago)의 천문학자인 Tanio Díaz-Santos은 "이전 데이터를 통해 주변에 이웃한 3개의 은하가 있던 점은 알았다"며 "하지만 중심 은하와 주변 은하가 상호작용을 하고 있다는 증거는 없었다"고 전했습니다. 

 

퀘이사(quasars)의 파워

 

이렇게 물질을 주고받고 이었군요. 출처: T. Diaz-Santos et al.; N. Lira; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
이렇게 물질을 주고받고 있었군요. 출처: T. Diaz-Santos et al.; N. Lira; ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

이 같은 결과는 2015년 NASA의 광역적외선탐사 우주망원경(WISE)을 통해 발견된 WISE J224607.55-052634.99(W2246-0526)라고 불리는 은하에서 관측됐습니다. 위 사진에서 C1 영역에 동그라미 친 부분입니다. 이 은하는 태양 밝기보다 약 350배 더 강한 적외선을 내뿜고 있습니다. 연구팀은 칠레 북부의 아타카마 사막의 알마전파망원경(Atacama Large Millimeter Array, ALMA)을 이용해 W2246-0526 은하를 관측했는데요. 세 개의 작은 은하가 W2246-0526로 끌려가는 뚜렷한 먼지 흔적을 찾아냈다고 합니다. 바로 블랙홀 때문입니다.

 

제일 빛나는 은하. 나야 나! 출처: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
제일 빛나는 은하. 나야 나! 출처: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

W2246-0526 은하의 밝기 대부분은 별 뿐만 아니라 은하계 중심부에 집중된 고온의 가스, 먼지로부터 나옵니다. 이 구름의 중심에는 거대한 블랙홀이 있는데요. 최근에 그 질량이 태양의 40억 배인 것으로 측정됐습니다. 블랙홀의 엄청난 중력 때문에 물질들은 굉장히 빠른 속도로 블랙홀을 향해 떨어집니다. 그 과정에서 물질들이 서로 부딪히며 온도가 엄청나게 상승해 매우 밝게 빛나게 됩니다. 이 은하처럼 블랙홀을 연료로 사용하며 밝게 빛나는 은하를 퀘이사(quasars)라고 합니다.

 

연구팀에 따르면 주변 은하로부터 W2246-0526으로 들어가는 엄청난 양의 물질은 W2246-0526 은하가 소진한 연료를 채우기에 충분하다고 하는데요. 그렇기 때문에 W2246-0526 은하가 엄청난 밝기를 유지할 수 있는 거라고 합니다. 하지만 이 은하가 주변 은하로 부터 너무 많은 물질을 먹어치우게 된다면, 자멸하게 될 수도 있다고 하는데요. 

 

갈가리 찢길 수 있다

 

W2246-0526 은하로 쏟아져 들어오는 모든 물질이 모두 초거대질량 블랙홀(supermassive black hole)로 빨려 들어가는 건 아니라고 합니다. 블랙홀이 거대하긴 하지만, 소비할 수 있는 물질의 양에 한계가 있다고 합니다. 따라서 일부 가스와 먼지는 블랙홀이 다시 토해내며 은하에 통합될 수 있다고 하는데요. 그러면 새로운 별이 만들어집니다.

 

그런데 물질이 계속해서 쏟아지게 되면, 별 생성이 멈추는데요. 블랙홀의 활동이 강렬해지면서 은하에 있는 가스를 모조리 휘저을 수 있기 때문입니다. 이는 물이 담긴 저수지 중앙에 원자로가 있어 물이 끓는 것과 비슷하다고 하는데요. 즉, 광자의 운동량과 에너지가 매우 강력하기 때문에 은하에 있는 가스를 외부로 밀어버리는 겁니다. 그렇게 될 경우 W2246-0526 은하는 갈기갈기 찢어질 수 있다고 합니다.

 

ALMA에서 관측한 W2246-0526은하 모습. 출처: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
ALMA에서 관측한 W2246-0526 은하 모습. 출처: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

천문학자 Díaz-Santos은 W2246-0526 은하가 주변 은하의 물질을 먹어치우는 건 꽤 오래된 일이며 향후 몇 억년 동안 이 같은 현상은 계속될 것이라고 전망했습니다. 물론, 이웃 은하들이 W2246-0526에 물질을 모두 빼앗겨 소멸하게 될지 여부는 아직 모릅니다. <Astrophysical Journal>에 게재된 새로운 연구에 따르면, 이 은하가 띠는 이 정도의 밝기를 설명하기 위해서는 은하 중심 블랙홀의 질량이 약 3배 더 커야한다고 하는데요. 따라서 더 많은 관측 데이터 수집과 연구가 필요하다는 분석입니다.

 

##참고자료##


Díaz-Santos, T., et al. "The multiple merger assembly of a hyperluminous obscured quasar at redshift 4.6." Science (2018): eaap7605.


Tsai, Chao-Wei, et al. "Super-Eddington Accretion in the WISE-selected Extremely Luminous Infrared Galaxy W2246− 0526." The Astrophysical Journal 868.1 (2018): 15.



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