SDSS J1126+2944 : 은하간의 충돌에서 모습을 드러낸 헐벗은 블랙홀

 

Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Colorado/J.Comerford et al; Optical: NASA/STScI

 

콜로라도 대학에서 최근 보고된 연구자료에 따르면 예상보다 더 적은 별들을 두르고 있는 최근 발견된 블랙홀이, 블랙홀의 진화와 행동양상에 대한 새로운 통찰을 제공해 줄 수 있을 것이라고 보도하였다.
이번 발견은 플로리다 키시미에서 열린 전미 천문학외 연례 회의에서 발표되었다.

 

미리내를 포함한 거대한 은하의 중심에는 초거대질량의 블랙홀이 존재한다.
이 블랙홀의 질량은 태양 질량의 1백만 배에서 10억 배 사이 수준이다.

 

블랙홀의 질량은 자신이 몸담고 있는 은하의 질량에 따라 그 무게가 정해지는 경향이 있다.
그리고 각 블랙홀은 대체적으로 별들로 이루어진 거대한 구체 안에 자리잡고 있다.

 

SDSS J1126+2944 은하는 각각 초거대질량의 블랙홀을 거느리고 있던 두 개 은하간의 충돌로 만들어진 은하이다.
두 개 은하가 품고 있던 블랙홀 중 하나는 일반적인 수준의 별들을 두르고 있었지만 나머지 블랙홀은 이상하게도 예상보다 적은 수의 별을 거느린 말그대로 '벌거벗은' 블랙홀이었다.

 

콜로라도 대학 천체물리 및 행성과학과 부교수이자 이번 논문의 수석 연구원인 줄리 코머포드(Julie Comerford)의 설명은 다음과 같다.
"충돌에 참여한 블랙홀 중 하나는 헐벗은 상태였으며 다른 블랙홀보다 500 배나 적은 별들을 거느리고 있었습니다.
우리가 궁금해 했던 것은 왜 이런 차이가 존재하는지 여부였습니다."

 

이에 대한 가설 하나는 은하간의 충돌 와중에 발생한 강력한 중력 조석 작용이 특정 블랙홀의 별 대부분을 벗겨버렸을 것이라고 가정하고 있다.
또다른 가설은 이 충돌이 실제 대단히 드문 "중간급"의 질량을 가진 블랙홀의 충돌을 말해준다는 것이다.
중간 질량의 블랙홀이란 태양 질량의 100 배에서 1백만 배 범위에 해당하는 블랙홀이다.

 

이러한 중간체급의 블랙홀은 난쟁이은하의 중심에 존재할 것으로 예견되고 있는데 이것은 곧 이 블랙홀이 적은 수의 별들을 거느리고 있는 이유가 된다.
이러한 중간체급의 블랙홀들이 몸집을 불려 언젠가는 초거대질량의 블랙홀이 될 수도 있다.

 

이번 논문의 공동저자인 콜라라도 대학 박사후 연구원인 스콧 바로우스(Scott Barrows)의 설명은 다음과 같다.
"이론상으로는 중간체급의 블랙홀이 반드시 존재할 것으로 예견되어 있습니다.
문제는 이들을 찾기 위해서 정확히 어디를 봐야 하는지 모른다는 것이죠.
따라서 이 독특한 은하는 이러한 중간체급의 블랙홀 중 하나를 볼 수 있는 희귀한 기회를 제공해주고 있는 것인지도 모릅니다."

 

만약 SDSS J1126+2944 은하가 정말 중간체급의 블랙홀을 보유하고 있다면 이것은 이처럼 적은 질량을 가진 블랙홀의 '씨앗'이 초거대지량의 블랙홀로 진화해간다는 것에 대한 이론을 검증할 수 있는 기회를 과학자들에게 제공하고 있는 것인지도 모른다.

 

SDSS J1126+2944 은하의 모습을 담은 이 사진은 허블우주망원경과 찬드라 X선 망원경에 의해 촬영된 것이다.
이번 논문의 세부 내용은 최근 발행된 천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)에서 확인할 수 있다.

 

출처 : NASA CHANDRA X-RAY Observatory Press Room  2016년 1월 6일 
         http://chandra.harvard.edu/press/16_releases/press_010616.html
      
참고 : SDSS J1126+2944를 비롯한 다양한 은하단 및 은하에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
       - 은하 일반 : https://big-crunch.tistory.com/12346976
       - 은하단 및 은하그룹 : https://big-crunch.tistory.com/12346978
       - 은하 충돌 : https://big-crunch.tistory.com/12346977

참고 : 다양한 블랙홀에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          https://big-crunch.tistory.com/12346986

 

 

원문>

Galactic merger reveals an unusual star-deprived black hole

For Release: January 6, 2016

CU-Bolder

In a season of post-holiday gym memberships, an unusually star-deprived black hole at the site of two merged galaxies is showing that these massive gravitational voids can shed weight too.

The recently discovered black hole, which does not have the expected number of stars surrounding it, could provide new insight into black hole evolution and behavior, according to recently published research from the University of Colorado Boulder.

The findings were announced today during a news briefing at the annual meeting of the American Astronomical Society (AAS) being held this week in Kissimmee, Florida.

Supermassive black holes exist at the centers of all massive galaxies, including the Milky Way, and contain a mass of between 1 million and 1 billion times that of the sun. The mass of a black hole tends to scale with the mass of its galaxy, and each black hole is typically embedded within a large sphere of stars.

The galaxy SDSS J1126+2944 is the result of a merger between two smaller galaxies, which brought together a pair of supermassive black holes. one of the black holes is surrounded by a typical amount of stars, but the other black hole is strangely “naked” and has a much lower number of associated stars than expected.

“One black hole is starved of stars, and has 500 times fewer stars associated with it than the other black hole,” said Julie Comerford, an assistant professor in CU-Boulder’s Department of Astrophysical and Planetary Sciences and the lead investigator of the new research. “The question is why there’s such a discrepancy.”

One possibility, said Comerford, is that extreme gravitational and tidal forces simply stripped away most of the stars from one of the black holes over the course of the galactic merger.

The other possibility, however, is that the merger actually reveals a rare “intermediate” mass black hole, with a mass of between 100 and 1 million times that of the sun. Intermediate mass black holes are predicted to exist at the centers of dwarf galaxies and thus have a lower number of associated stars. These intermediate mass black holes can grow and one day become supermassive black holes.

“Theory predicts that intermediate black holes should exist, but they are difficult to pinpoint because we don’t know exactly where to look,” said Scott Barrows, a postdoctoral researcher at CU-Boulder who co-authored the study. “This unusual galaxy may provide a rare glimpse of one of these intermediate mass black holes.”

If galaxy SDSS J1126+2944 does indeed contain an intermediate black hole, it would provide researchers with an opportunity to test the theory that supermassive black holes evolve from these lower-mass ‘seed’ black holes.

Images of the galaxy SDSS J1126+2944 were taken with the Hubble Space Telescope and the Chandra X-ray Observatory, a NASA-operated orbital X-ray telescope.

Details of the research were recently published in The Astrophysical Journal. The article is also publicly available at arXiv.

Media Contacts:

Julie Comerford, 303-242-2181
julie.comerford@colorado.edu
Trent Knoss, CU-Boulder media relations, 303-735-0528
trent.knoss@colorado.edu

See more at: http://www.colorado.edu/news/releases/2016/01/05/galactic-merger-reveals-unusual-star-deprived-black-hole