NGC 5195에서 포착된 블랙홀 폭발의 증거

 

Credit  X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI

 

 

• 가장 가까운 거리에 위치하고 있는 초거대질량의 블랙홀 중 하나에서 강력한 폭발이 뿜어져나오는 것이 발견되었다.

• 이와 같은 폭발은 블랙홀 및 이 블랙홀을 거느린 은하의 진화에 있어서 중요한 되먹임 과정을 구성하고 있다.

• 이번 폭발의 증거는 NGC 5195에서 찬드라 X선 빛통에 의해 발견되었다.

• X선 데이터에 나타난 두 개의 아치는 블랙홀에서 수백만년 전에 발생한 각각의 폭발을 말해주고 있다.

 

최근 보도에 따르면 천문학자들이 찬드라 X선 빛통을 이용하여 지구에서 가장 가까운 거리에 위치하는 거대질량의 블랙홀 중 하나에서, 지금도 지속적으로 발생하고 있는 강력한 폭발을 발견했다고 한다.

 

은하의 트림이 발견된 곳은 지구로부터 2,600만 광년 거리에 위치하는 거내나선은하 M51이다.
M51은 '소용돌이 은하'라는 별칭을 가지고 있는 거대 나선은하 NGC 5194와 같은 은하이며, 이 은하는 충돌을 겪고 있는 작은 동반은하 NGC 5195를 거느리고 있다.

 

위 가장 큰 사진은 허블우주빛통이 가시광선으로 찰영한 M51의 모습이다.

사진 상단의 네모가 쳐진 구역이 이번에 찬드라 X선 빛통이 관측한 작은 동반은하 NGC 5195이다.
오른쪽에 보이는 네모는 찬드라 X선 빛통으로 바라본 이 지역의 관측데이터이다.

 

과학자들은 이 은하의 중심 가까이에서 아치를 그리고 있는 한쌍의 X선 복사를 찾아냈고, 이 아치가 거대질량의 블랙홀로부터 2차례의 폭발이 있었음을 말해주고 있는 것이라고 해석하였다.

 

과학자들은 중심블랙홀에서 뿜어져나오는 폭발이 현재 위치에 도달하려면 안쪽 아치의 경우는 1~3백만년이, 바깥쪽 아치의 경우는 3~6백만년이 소요되는 것으로 추정하였다.

 

 

Credit  X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al

 

바깥쪽 아치의 바로 외곽은 가시광선에 의해 탐지된 수소 복사가 거의 존재하지 않는 지역이다.
이러한 사실은 X선 복사 가스가 은하의 중심으로부터 수소가스를 쓸어없애버렸음을 의미하는 것이다.

 

이것은 초거대질량의 블랙홀이 자신이 몸담고 있는 은하에 영향을 끼치는, 천문학자들이 말하는 이른바 '되먹임' 현상의 명백한 예에 해당한다.

 

수소가스의 아치는 두세개의 작은 HII 지역을 보여준다.
HII 지역은 갓 태어난 뜨거운 별로부터 발생하는 강력한 복사가 중성수소원자(HI)에서 전자를 벗겨내어 이온화 수소 구름(HII)을 만들때 발생한다.

 

이는 이 바깥쪽의 아치가 새로운 별의 생성을 촉발시키는데 충분한 물질을 파올렸음을 말해주는 것이다.

 

NGC 5195의 초거대질량 블랙홀에서 발생한 폭발은 거대나선은하 M51과의 상호작용에 의해 촉발된 것인지도 모른다.
은하간의 상호작용에 의해 NGC 5195 가스가 혼란상태에 빠지고 블랙홀로 빨려들어갔을 것이다.

 

이번 연구 결과는 플로리다 키시미(Kissimmee)에서 열린 227차 전미천문학회에서 발표되었다.

 

연구진은 또한 동일한 논문을 천체물리학 저널에도 제출하였다.

 

논문의 저자는 에릭 셸레겔(Eric Schlegel, 텍사스 대학), 크리스틴 존스(Christine Jones, 하바드-스미스소니언 천체물리센터), 마리아 마라첵(CfA), 로라 베가(Laura Vega, 피르크 대학 및 반더빌트 대학 연계 프로그램)이다.

출처 : NASA CHANDRA X-RAY Observatory Photo Album  2016년 1월 5일
         http://chandra.harvard.edu/photo/2016/ngc5195/

 

      
참고 : M51을 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
       - 은하 일반 :  https://big-crunch.tistory.com/12346976
       - 은하단 및 은하군 :  https://big-crunch.tistory.com/12346978
       - 은하 충돌 :  https://big-crunch.tistory.com/12346977 

 

 

원문>

NGC 5195: NASA's Chandra Finds Supermassive Black Hole Burping Nearby

• One of the nearest supermassive black holes to Earth with active powerful outbursts has been discovered.

 

• Such outbursts are part of the "feedback" process that is important to the evolution of the black hole and its host galaxy.

 

• Evidence for these eruptions was found with the Chandra X-ray Observatory in the galaxy NGC 5195.

 

• Two arcs in the X-ray data suggest separate eruptions from the black hole occurred millions of years ago.

 

Astronomers have used NASA's Chandra X-ray Observatory to discover one of the nearest supermassive black holes to Earth that is currently undergoing powerful outbursts, as described in our latest press release. This galactic burping was found in the Messier 51 galaxy, which is located about 26 million light years from Earth and, contains a large spiral galaxy NGC 5194 (also known by its nickname of the "Whirlpool"), merging with a smaller companion galaxy NGC 5195.

This main panel of this graphic shows M51 in visible light data from the Hubble Space Telescope (red, green, and blue). The box at the top of the image outlines the field of view by Chandra in the latest study, which focuses on the smaller component of M51, NGC 5195.

The inset to the right shows the details of the Chandra data (blue) of this region. Researchers found a pair of arcs in X-ray emission close to the center of the galaxy, which they interpret as two outbursts from the galaxy's supermassive black hole (mouse over annotated image for additional information). The authors estimate that it took about one to three million years for the inner arc to reach its current position, and three to six million years for the outer arc.

 

Just outside the outer X-ray arc is a slender region of hydrogen emission detected in an optical image. This suggests that the X-ray emitting gas has "snow-plowed" or swept-up the hydrogen gas from the center of the galaxy. This is a clear case where a supermassive black hole is affecting its host galaxy, in a phenomenon that astronomers called "feedback."

This arc of hydrogen gas contains what appears to be two or three small "HII regions." An HII (pronounced "H-two") region is created when the radiation from hot, young stars strips away the electrons from neutral hydrogen atoms (HI) to form clouds of ionized hydrogen (HII). This suggests that the outer arc has plowed up enough material to trigger the formation of new stars.

The outbursts of the supermassive black hole in NGC 5195 may have been triggered by the interaction of this galaxy with the large spiral galaxy in M51, causing gas to be disrupted and then funneled down towards the black hole.

These results were presented at the 227th meeting of the American Astronomical Society meeting in Kissimmee, Florida. They are also in a paper submitted to The Astrophysical Journal and the authors are Eric Schlegel (University of Texas at San Antonio), Christine Jones (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Marie Marachek (CfA), and Laura Vega (Fisk University and Vanderbilt University Bridge Program).

NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, manages the Chandra program for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, controls Chandra's science and flight operations. Swift is managed by NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

 

 

Fast Facts for NGC 5195:
Credit	X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI
Release Date	January 5, 2016
Scale	Main image is about 6 x 10 arcmin (About 45,000 x 76,000 light years) Pullout image is 3 arcmin across (about 23,000 light years)
Category	Normal Galaxies & Starburst Galaxies
Coordinates (J2000)	RA 13h 29m 59.9s | Dec +47° 15' 58.00"
Constellation	Canes Venatici
Observation Date	11 pointings between Mar 2000 and Oct 2012
Observation Time	232 hours 10 min. (9 days 16 hours 10 min)
Obs. ID	353,354,1622,3932,13812-13816,15496,15553
Instrument	ACIS
References	Schlegel, E. et al, AAS 227, 5-8 Jan 2016
Color Code	X-ray (Blue); Optical (Red, Green, Blue)

Distance Estimate

About 26 million light years