과학자들은 초거대질량 블랙홀이 우주의 거의 모든 은하의 중심에 숨어 있으며, 질량은 태양의 수백만 또는 수십억 배이며 모든 별을 하나로 묶는 엄청난 중력이 있다고 믿습니다. 그러나 지구에서 약 2261억 광년 떨어진 곳에 위치한 Abell 2.7 은하단의 중심부는 이론을 깨는 것으로 보인다. 그곳에는 천체 물리학의 규칙에 따르면 태양 질량이 3,000에서 100,000백만 사이이며 알려진 것 중 가장 큰 것의 무게에 필적하는 거대한 괴물이 있어야 합니다. 하지만 연구자들이 끊임없이 찾아 헤매는 만큼, 찾을 수 있는 방법은 없습니다. NASA의 찬드라 X선 천문대와 허블 우주 망원경을 사용한 최신 관측은 그 미스터리를 파헤칠 뿐입니다.
1999년과 2004년에 얻은 찬드라 데이터를 사용하여 천문학자들은 이미 아벨 중심에서 초거대질량 블랙홀의 징후 2,261개를 검색했습니다. 그들은 블랙홀에 떨어져 엑스선을 생성하면서 과열된 물질을 찾아 헤매었지만 그러한 근원을 발견하지 못했습니다.
합병 후 퇴출
이제 2018년에 획득한 찬드라에 대한 새롭고 더 긴 관측을 통해 미시간 대학의 Kayhan Gultekin이 이끄는 팀이 은하 중심에 있는 블랙홀에 대한 더 깊은 검색을 수행했습니다. 그들은 또한 각각 고유한 구멍이 있는 두 은하가 합쳐진 후 블랙홀이 분출되어 관측된 은하를 형성한다는 대안적인 설명도 고려했습니다.
블랙홀이 합쳐지면 중력파라고 불리는 시공간의 파동이 발생합니다. 그러한 사건에 의해 생성된 많은 수의 중력파가 다른 방향보다 한 방향으로 더 강했다면, 이론은 훨씬 더 거대한 새로운 블랙홀이 은하 중심에서 반대 방향으로 전속력으로 보내졌을 것이라고 예측합니다. 이것을 후퇴하는 블랙홀이라고 합니다.
천문학자들은 블랙홀 반동에 대한 결정적인 증거를 찾지 못했고, 초질량체가 중력파를 생성하고 합쳐질 만큼 서로 가까워지는지 여부는 알려져 있지 않습니다. 지금까지 그들은 훨씬 더 작은 물체의 붕괴만 확인했습니다. 더 큰 후퇴하는 블랙홀을 찾는 것은 과학자들이 초대질량 블랙홀 병합에서 발생하는 중력파를 찾는 데 도움이 될 것입니다.
간접 신호
과학자들은 이것이 두 개의 간접적인 징후에 의해 Abell 2261의 중심에서 발생했을 수 있다고 생각합니다. 첫째, 허블과 스바루 망원경의 광학 관측 데이터에 따르면 은하핵의 중심 영역인 은하의 별 수가 해당 크기의 은하에 대해 예상보다 훨씬 큰 최대값을 갖는 중심 영역입니다. 두 번째 징후는 은하계에서 가장 밀집된 별들이 중심에서 2,000광년 이상 떨어져 있으며 놀랍게도 멀리 떨어져 있다는 것입니다.
합병 과정에서 각 은하의 초대질량 블랙홀은 새로 병합된 은하의 중심을 향해 가라앉는다. 그들이 중력에 의해 뭉쳐지고 궤도가 줄어들기 시작하면 블랙홀은 주변 별과 상호 작용하여 은하 중심에서 몰아낼 것으로 예상됩니다. 이것은 Abell 2261의 큰 코어를 설명합니다.
중심에서 벗어난 별의 집중은 또한 두 개의 초대질량 블랙홀의 합병과 이후의 더 큰 단일 블랙홀의 반동과 같은 격렬한 사건에 의해 야기되었을 수 있습니다.
별에는 흔적이 없다
블랙홀 병합이 일어났다는 징후가 있지만 찬드라 데이터나 허블 데이터 모두 블랙홀 자체의 증거를 보여주지 않았습니다. 연구원들은 이전에 허블을 사용하여 블랙홀이 물러가는 것에 의해 휩쓸려 갔을 수 있는 별 그룹을 검색했습니다. 그들은 은하 중심 근처에 있는 10개의 성단을 연구하고 이 성단에 있는 별의 움직임이 XNUMX억 태양 질량 블랙홀을 포함하고 있음을 암시할 만큼 충분히 높은지 조사했습니다. 두 그룹의 블랙홀에 대한 명확한 증거는 발견되지 않았고 다른 그룹의 별은 너무 희미하여 유용한 결론을 내리지 못했습니다.
그들은 또한 이전에 NSF의 Karl G. Jansky Very Large Array로 Abell 2261의 관측을 연구했습니다. 은하 중심 근처에서 감지된 전파 방출은 초거대질량 블랙홀의 활동이 50천만 년 전에 그곳에서 발생했음을 시사하지만, 그것이 은하 중심에 현재 그러한 블랙홀이 있다는 것을 나타내지는 않습니다.
그런 다음 그들은 과열되어 블랙홀에 떨어지면서 X선을 생성하는 물질을 찾기 위해 찬드라로 향했습니다. 데이터에 따르면 가장 밀도가 높은 뜨거운 가스는 은하의 중심에 있지 않지만 성단의 중심이나 성단에는 보이지 않습니다. 저자들은 이러한 위치에 블랙홀이 없거나 감지 가능한 X선 신호를 생성하기에는 너무 느리게 물질을 끌어당기고 있다고 결론지었습니다.
이 거대한 블랙홀의 위치에 대한 미스터리는 계속되고 있습니다. 검색은 실패했지만 천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경이 그 존재를 밝힐 수 있기를 희망합니다. Webb가 그것을 찾을 수 없다면, 가장 좋은 설명은 블랙홀이 은하의 중심에서 충분히 멀리 이동했다는 것입니다.
