물리 [천체 물리] 약 130억 광년 밖 초기 우주서 제트 내뿜는 퀘이사 관측

[천체물리] 약 130억 광년 밖 초기 우주서 제트 내뿜는 퀘이사 관측

제트 가진 퀘이사로는 가장 멀어…"기록 곧 깨질 것"

 

[ESO/M. Kornmesser 제공/ 재판매 및 DB 금지]

지구에서 약 130억 광년 떨어진 곳에서 초대질량 블랙홀이 빛에 가까운 속도로 물질을 분출하는 제트 현상이 포착됐다.

이는 우주가 생성되고 약 7억8천만 년밖에 안 된 시점으로, 지금까지 확인된 제트 현상 중 가장 멀리서 관측된 것이어서 초기 우주에 관한 이해를 넓힐 중요한 단서를 제공해 줄 것으로 기대를 모으고 있다.

미국 국립전파천문대(NRAO)와 유럽남방천문대(ESO) 등에 따르면 독일 막스 플랑크 천문학연구소의 에두아르도 바냐도스 박사 등이 참여한 연구팀은 가장 멀리서 관측된 "전파가 밝은"(radio-loud) 퀘이사에 관한 연구 결과를 국제학술지 '천체물리학 저널'(The Astrophysical Journal)에 발표했다.

퀘이사(Quasar)는 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 빨아들이며 밝은 빛을 내는 '활동은하핵'(AGN)을 가진 은하를 가리킨다.

연구팀이 관측한 'P172+18'은 퀘이사 중에서도 제트 현상을 보이는 전파가 밝은 퀘이사다. 전파 대역에서 광도의 대부분을 제트가 차지해 제트 현상을 가진 퀘이사를 전파가 밝은 퀘이사로 부른다.

퀘이사 중에는 P172+18보다 더 먼 곳에서 관측된 것도 있지만 제트까지 가진 퀘이사로는 P172+18이 가장 먼 것으로 기록됐다. 퀘이사 중에서는 약 10%만 제트 현상을 보인다.

P172+18는 지난 2015년 하와이 할레아칼라 천문대의 전천(全天) 탐사 광학 망원경인 '판-스타스'(Pan-STARRS)를 통해 가시광으로 처음 포착돼 퀘이사 후보에 올랐다. 이후 전파망원경 배열인 칼 G. 잰스키 초대형배열(VLA) 등을 통해 같은 위치에서 전파원이 확인됐으며, ESO의 초거대망원경(VLT) 등을 동원한 후속 관측을 통해 블랙홀의 질량과 주변 물질을 빨아들이는 속도 등이 확인됐다.

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연구팀은 P172+18의 블랙홀이 태양 질량의 3억 배에 달하는 초대질량 블랙홀로 주변 물질을 빠르게 빨아들이고 있으며, 지금까지 관측된 것 중 가장 빠른 속도로 덩치를 키우고 있다고 밝혔다.

연구팀은 P172+18의 초대질량 블랙홀이 급속히 팽창하는 것과 강력한 제트 사이에 연관성이 있는 것으로 추정하고 있다.

제트가 블랙홀 주변의 가스를 불안정하게 만들어 블랙홀로 떨어지는 가스의 양을 늘렸을 수 있다는 것인데, 이런 퀘이사를 연구함으로써 빅뱅 이후 초기 우주에서 초대질량 블랙홀이 등장할 수 있었던 과정을 이해할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 앞으로 극대망원경(ELT) 등 첨단 망원경이 가동되면 P172+18과 같은 전파가 밝은 퀘이사를 더 많이, 더 멀리서 발견하게 될 것으로 전망했다.

바냐도스 박사는 "이번 관측을 통해 P172+18가 세운 거리 기록이 곧 깨질 것으로 낙관하고, 믿고있으며, 그렇게 되길 희망한다"고 했다.

연합뉴스