우주에서 가장 무거운 물체의 기원을 발견하다

Live Science 에 따르면, 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터의 연구팀은 시뮬레이션을 통해 우리 태양 질량의 3,000억 배에 달하는 블랙홀을 만들어냈습니다.

이 시뮬레이션은 태양 질량의 100억 배에 달하는 은하 중심에 위치한 블랙홀의 기원을 찾기 위해 수행되었습니다. 지금까지 알려진 초대질량 블랙홀 외에도 과학자들은 가끔 인간이 상상할 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 질량을 가진 초대질량 블랙홀을 발견합니다. 이들은 종종 우주에서 가장 무거운 물체로 불린다.

하버드-스미스소니언에서 수행한 세 가지 퀘이사 시스템의 조합에 대한 시뮬레이션. (사진: 하버드-스미소니언)

대표적인 예로, 과학자들은 2019년에 처음으로 세 개의 은하가 충돌하는 현상을 관찰했고, 각 은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀을 합쳐서 궤도에 진입시켰습니다. 이 충돌은 지구로부터 약 10억 광년 떨어진 항성계 SDSS J084905.51+111447.2에서 발생했습니다. 이 현상을 관찰하려면 천문학자들은 지상 망원경과 우주 망원경을 모두 사용해야 합니다.

하버드-스미스소니언 연구팀은 ASTRID라는 고해상도 우주론적 시뮬레이션을 사용하여 약 110억 년 전에 탄생한 우주의 진화를 모델링했습니다. 시뮬레이션에서 연구팀은 세 개의 은하가 합병되면서 초대질량 블랙홀이 탄생하는 과정을 목격했습니다. 이들 은하계는 각각 퀘이사를 포함하고 있습니다. 퀘이사는 초대질량 블랙홀로, 물질을 빨아들이고 모은 은하계에 있는 모든 별의 합보다 더 밝은 강렬한 복사를 방출합니다.

퀘이사 3개가 만나면 훨씬 더 큰 블랙홀을 형성하고, 합쳐진 물체가 초대질량 상태에 도달할 수 있게 하는 질량의 "광란"이 촉발됩니다.

연구팀을 이끈 웨잉 니 박사는 "우리는 우주의 '정오'에 삼중 퀘이사를 포함한 매우 희귀한 시스템을 발견했습니다. 이는 은하와 초대질량 블랙홀이 활동이 최고조에 달하기 약 110억 년 전입니다." 라고 말했습니다.

그는 "이 시스템은 초대질량 블랙홀에 의해 구동되는 세 개의 퀘이사로 구성되어 있으며, 각 블랙홀은 우리 은하의 질량의 10배입니다." 라고 덧붙였습니다.

항성계 SDSS J084905.51+111447.2에서 세 개의 은하가 충돌하면서 충돌 경로에 있는 초대질량 블랙홀. (사진: NASA)

슈퍼컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 중심에 초대질량 블랙홀이 있는 세 개의 은하가 합쳐져 ​​중심에 '초대질량' 블랙홀이 있는 하나의 은하가 생성되는 것으로 나타났습니다.

연구팀의 시뮬레이션에 따르면 삼중 퀘이사 합병은 1억 5천만 년 동안 지속되었고, 전체 시뮬레이션에서 가장 거대한 블랙홀이 만들어졌으며, 그 질량은 태양의 3천억 배에 달하고, 은하수의 모든 별을 합친 것보다도 컸습니다.

니 웨잉 씨에 따르면, 삼중 퀘이사 시스템과 세 개의 은하가 충돌하는 현상이 결합되는 것은 극히 드문 일입니다. 이는 과학자들이 이러한 사건에서 초거대 블랙홀을 감지하거나 그 형성을 관찰하지 못한 이유를 설명합니다.

하버드-스미스소니언 팀의 연구 결과는 2022년 11월 30일 천체물리학 저널에 게재되었습니다.

Tra Khanh (출처: Live Science)

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원천: https://vtc.vn/phat-hien-nguon-goc-vat-the-nang-nhat-vu-tru-ar747948.html