묻힌 거대한 블랙홀 그룹 찾기: 검색

채플 힐: 채플 힐에 있는 노스캐롤라이나 대학의 연구원들이 이끄는 팀은 왜소은하에서 이전에 간과되었던 거대한 블랙홀의 보고를 발견했습니다.

새로 발견된 블랙홀은 우리 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀의 일생을 엿볼 수 있는 기회를 제공합니다.

이번 연구는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 게재됐다.

거대한 나선은하인 우리 은하는 많은 작은 왜소은하들이 합쳐져 형성된 것으로 믿어진다. 예를 들어, 남쪽 하늘에서 볼 수 있는 마젤란 성운은 은하수로 합쳐질 왜소은하입니다. 각각의 떨어지는 왜성은 우리 태양 질량의 수만 또는 수십만 배인 중심 초대질량 블랙홀을 가져올 수 있으며, 이는 잠재적으로 우리 은하의 초대질량 중심 블랙홀에 의해 삼켜질 수 있습니다.

그러나 왜소은하가 초질량 블랙홀을 포함하는 빈도는 알려져 있지 않으며, 블랙홀과 은하가 함께 성장하는 방식에 대한 우리의 이해에 큰 격차를 남깁니다.

이번 연구의 주저자이자 채플 힐에 있는 노스캐롤라이나 대학의 박사 과정 학생인 Mujda Polymera는 “이 블랙홀이 이전에는 잘 보이지 않는 곳에 숨어 있었기 때문에 이 결과는 나를 놀라게 했습니다.”라고 말했습니다.

혼합 메시지 보내기

블랙홀은 일반적으로 가스를 먹고 주변의 별가루를 소용돌이치며 강렬하게 빛나면서 활발하게 성장할 때 발견됩니다.

폴리메라의 박사과정 고문이자 UNC-채플 힐의 공동 저자인 쉴라 카나반(Sheila Kanaban) 교수는 블랙홀과 반딧불이를 비교했습니다.

그는 “반딧불이처럼 블랙홀은 불을 붙일 때만 볼 수 있으며, 블랙홀은 성장하면서 볼 수 없고 얼마나 많은지를 알 수 있다”고 덧붙였다.

문제는 성장하는 블랙홀이 뚜렷한 고에너지 복사로 빛나지만 새로 태어난 별들도 그렇게 할 수 있다는 것입니다. 전통적으로, 천문학자들은 무지개와 같은 스펙트럼으로 퍼져나가는 각 은하의 가시광선의 상세한 특징에 의존하는 진단 테스트를 사용하여 새로운 별 형성에서 성장하는 블랙홀을 구별해 왔습니다.

발견의 길은 Kanaban과 함께 일하는 학부생들이 이러한 전통적인 테스트를 은하 측량 데이터에 적용하려고 시도했을 때 시작되었습니다. 팀은 일부 은하가 혼합된 메시지를 보내고 있다는 것을 깨달았습니다. 두 가지 테스트에서는 블랙홀이 성장하고 있음을 나타내고 세 번째 테스트에서는 별 형성만 나타냅니다.

Kanaban은 “이전 연구에서는 통계 분석에서 이와 같은 신비한 사례를 거부했지만, 나는 그것이 왜소은하에서 발견되지 않은 블랙홀일 수 있다는 예감이 있었습니다.”라고 말했습니다. 나는 때때로 모순되는 세 번째 테스트가 난쟁이의 전형적인 특성에 대한 다른 두 가지 테스트보다 더 민감하다고 생각했습니다. 즉, 단순한 원소 구성(주로 빅뱅의 원시 수소와 헬륨)과 새로운 별 형성 속도가 빠른 것입니다.

연구의 공동 저자인 Elon 대학의 부교수인 Chris Richardson은 혼합 메시지 테스트 결과가 이론이 점점 더 거대해지는 블랙홀을 포함하는 태고의 고도로 형성된 왜성 은하에 대해 예측할 수 있는 것과 정확히 일치한다는 이론 시뮬레이션을 통해 확인했습니다. Richardson은 “내 시뮬레이션이 Kanaban 그룹이 발견한 것과 일치한다는 사실은 은하가 어떻게 진화하는지에 대한 의미를 탐구하는 것을 기쁘게 했습니다.”라고 말했습니다.

성장하는 블랙홀의 수

Polymer는 기존 메시지 유형과 혼합 메시지 유형 모두에 관심을 기울이면서 새로운 블랙홀 인구를 생성하는 문제를 해결했습니다. Kannapan, RESOLVE 및 ECO가 주도한 두 가지 조사에서 수천 개의 은하에 있는 블랙홀을 테스트하기 위해 가시광선 스펙트럼 기능에 대한 출판된 측정값을 얻었습니다. 이러한 조사에는 별 형성 연구에 이상적인 자외선 및 전파 데이터가 포함되며 특이한 디자인을 가지고 있습니다. 대부분의 천문 조사는 크고 밝은 은하를 선호하는 표본을 선택하지만 RESOLVE 및 ECO는 왜소 은하가 있는 현재 우주의 방대한 양을 완전히 비축하고 있습니다. 풍부하다.

Polymera는 “블랙홀에 대한 탐색을 왜소 은하로 향하지 않는 것이 중요했습니다.”라고 말했습니다.

“그러나 전체 인구를 살펴보면 새로운 유형의 블랙홀이 항상 왜성에서 나타나는 것을 발견했습니다. 처음 봤을 때 숫자에 놀랐습니다.”

왜소은하에서 발견한 블랙홀의 80% 이상이 새로운 유형의 블랙홀입니다.

결과는 매우 좋아 보였습니다. Polymera는 “우리 모두 긴장했습니다.

“내 마음에 떠오른 첫 번째 질문은 극단적 인 별 형성만으로 이러한 은하계를 설명 할 수있는 방법을 놓쳤습니까?” 그녀는 별 형성, 불확실성 모델링 또는 이국적인 천체 물리학과 관련된 대체 설명에 대한 철저한 검색을 주도했습니다. 결국 팀은 새로 확인된 블랙홀이 진짜라는 결론을 내려야 했습니다.

Kanaban은 “우리는 여전히 우리 자신과 고군분투하고 있습니다.

“우리는 백만 개 이상의 후속 아이디어를 갖게 되어 기쁩니다. 우리가 발견한 블랙홀은 우리 은하계의 것과 같은 초대질량 블랙홀의 구성 요소입니다. 우리가 그것에 대해 배우고 싶은 것이 많습니다”라고 Kanaban은 덧붙였습니다. .