NGC 4889

 

Credit:NASA & ESA

 

사진 1> 이 사진은 NGC 4889 타원은하의 사진으로서 이 은하는 머리털자리 은하단의 깊숙한 곳에 자리잡고 있다.
이 은하의 중심에는 사람의 눈에는 보이지 않지만 거대한 질량을 가진 블랙홀이 숨겨져 있다.
 

 

NGC 4889 의 평온해 보이는 외양은 의심을 품지 않은 관측자를 쉽게 속일 수 있다.
그러나 허블우주망원경이 촬영한 이 사진 속의 타원은하 NGC 4889는 어둠의 비밀을 품고 있다.

 

이 은하의 중심부에는 지금까지 발견된 블랙홀 중 가장 무거운 축에 속하는 블랙홀이 하나 숨겨져 있다.

 

사진에서 가장 밝고 가장 거대한 몸집을 자랑하는 은하는 3억 광년 거리의 머리털자리 은하단에 자리잡고 있는 거대 타원은하 NGC 4889로서 가장 무거운 블랙홀을 품고 있는 은하이다.

 

태양의 210억배 질량을 가지고 있는 이 블랙홀의 사건의 지평선 - 빛조차도 빠져나올 수 없는 중력 한계점 -  직경은 거의 1300억 킬로미터에 육박한다.

 

이 폭은 태양과 해왕성 궤도 폭의 15 배에 해당하는 너비이다.

 

참고로 우리 은하인 미리내가 품고 있는 초거대질량 블랙홀의 경우 그 질량은 태양 질량의 4백만 배이며 사건의 지평선이 가지는 폭은 수성 공전궤도의 5분의 1정도에 해당한다.

 

그러나 NGC 4889의 블랙홀이 별들과 먼지를 게걸스럽게 집어삼키던 것은 이미 과거의 일이다.

천문학자들은 이 거대한 블랙홀이 물질을 집어 삼키기를 이미 중단했고, 현재는 잠정적인 휴지기에 있는 것으로 생각하고 있다.

 

현재 이 은하의 환경은 대개 평온한 상태이며 따라서 블랙홀 주변에서 별다른 방해 없이 돌고 있는 잔여 가스로부터 새로운 별들이 만들어지고 있다.

 

NGC 4889의 초거대질량 블랙홀이 활성상태에 있을 당시 이 블랙홀은 뜨거운 강착 과정에 의해 연료를 공급받았다.
가스나 먼지, 기타 잔해와 같은 은하 물질들이 서서히 블랙홀을 향해 추락하게 되면, 이 추락물질들이 누적되어 쌓이면서 강착 원반을 형성하게 된다.

 

블랙홀 주위를 빠르게 회전하는 이 물질 원반은 블랙홀의 거대한 인력에 의해 가속되며 그 온도도 수백만도로 가열된다.

이렇게 가열된 물질들은 또한 거대한 규모로, 높은 에너지를 가진 제트로서 분출되기도 한다.

 

이러한 활성 기간에 천문학자들이 NGC 4889를 보게 되었다면 천문학자들은 NGC 4889를 퀘이사로 분류했을 것이며 , 초거대질량의 블랙홀 주변을 돌고 있는 원반에서는 미리내의 수천 배에 달하는 에너지가 복사되어 나왔을 것이다.

 

강착원반은 새로 유입되는 물질들이 고갈될 때까지 지속되었으나 현재, 이 초거대질량의 블랙홀은 다음 유입물질들을 기다리며 완전한 휴면 상태에 있다.

 

그러나 이처럼 거대한 규모의 블랙홀은 그 존재만으로도 천문학자들로 하여금 여전히 수수께끼와 모호함을 품고 있는 퀘이사들이 어떻게 우주의 초기 시대에 형성될 수 있었는지에 대한 추가 연구를 가능하게 해주고 있다.

 

비록 블랙홀의 중력은 빛조차도 빠져나오지 못하기 때문에 블랙홀을 직접적으로 관측하는 것은 불가능하지만 그 질량은 간접적인 방법으로 측정해낼 수 있다.

천문학자들은 켁 II 망원경과 제미니 북반구 망원경을 이용하여 NGC 4889의 중심 주위를 돌고 있는 별들의 속도를 측정하였다.

이 별들의 속도는 별들이 돌고 있는 중심 물질의 질량에 의해 좌우되므로 초거대질량 블랙홀의 질량이 얼마나 거대한지를 알 수 있게 해 주는 것이다.

 

 

Credit:NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2, Acknowledgement: Davide De Martin

 

사진 2> 이 사진은 DSS2의 일환으로 제작된 것으로서 NGC 4889와 그 주변지역을 지상에서 광대역으로 촬영한 것이다.

 

 

출처 : 유럽우주국(ESA) 허블 2016년 2월 11일 Photo Release

         http://www.spacetelescope.org/news/heic1602/

 

참고 : NGC 4889를 비롯한 각종 은하에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 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

 

원문>

heic1602 — Photo Release

The sleeping giant

11 February 2016

The placid appearance of NGC 4889 can fool the unsuspecting observer. But the elliptical galaxy, pictured in this new image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope, harbours a dark secret. At its heart lurks one of the most massive black holes ever discovered.

Located about 300 million light-years away in the Coma Cluster, the giant elliptical galaxy NGC 4889, the brightest and largest galaxy in this image, is home to a record-breaking supermassive black hole. Twenty-one billion times the mass of the Sun, this black hole has an event horizon — the surface at which even light cannot escape its gravitational grasp — with a diameter of approximately 130 billion kilometres. This is about 15 times the diameter of Neptune’s orbit from the Sun. By comparison, the supermassive black hole at the centre of our galaxy, the Milky Way, is believed to have a mass about four million times that of the Sun and an event horizon just one fifth the orbit of Mercury.

But the time when NGC 4889’s black hole was swallowing stars and devouring dust is past. Astronomers believe that the gigantic black hole has stopped feeding, and is currently resting after feasting on NGC 4889’s cosmic cuisine. The environment within the galaxy is now so peaceful that stars are forming from its remaining gas and orbiting undisturbed around the black hole.

When it was active, NGC 4889’s supermassive black hole was fuelled by the process of hot accretion. When galactic material — such as gas, dust and other debris — slowly fell inwards towards the black hole, it accumulated and formed an accretion disc. Orbiting the black hole, this spinning disc of material was accelerated by the black hole’s immense gravitational pull and heated to millions of degrees. This heated material also expelled gigantic and very energetic jets. During its active period, astronomers would have classified NGC 4889 as a quasar and the disc around the supermassive black hole would have emitted up to a thousand times the energy output of the Milky Way.

The accretion disc sustained the supermassive black hole’s appetite until the nearby supply of galactic material was exhausted. Now, napping quietly as it waits for its next celestial snack, the supermassive black hole is dormant. However its existence allows astronomers to further their knowledge of how and where quasars, these still mysterious and elusive objects, formed in the early days of the Universe.

Although it is impossible to directly observe a black hole — as light cannot escape its gravitational pull — its mass can be indirectly determined. Using instruments on the Keck II Observatory and Gemini North Telescope, astronomers measured the velocity of the stars moving around NGC 4889’s centre. These velocities — which depend on the mass of the object they orbit — revealed the immense mass of the supermassive black hole.

More information

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.

Image credit: NASA & ESA

Links

• Images of Hubble

Contacts

Mathias Jäger
ESA/Hubble, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 176 62397500
Email: mjaeger@partner.eso.org