1970 년대 과학자들은 우리 은하 중심에서 나오는 무선 방출이 SMBH (Supermassive Black Hole)의 존재로 인한 것이라고 확인했습니다. 궁수 자리와 전갈 자리 별자리 사이에서 지구에서 약 26,000 광년 떨어진 곳에 위치한이 기능은 궁수 자리 A *로 알려져 있습니다. 그 이후로, 천문학 자들은 대부분의 거대한 은하들이 중심에 SMBH를 가지고 있다는 것을 이해하게되었습니다.
또한 천문학 자들은이 은하의 블랙홀이 먼지와 가스의 거대한 회전 원환 체로 둘러싸여 있다는 사실을 알게되었습니다. 그러나 최근에 Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)를 사용하는 천문학 자 팀이 M77의 초 거대 블랙홀 주변의 먼지가 많은 가스 토러스의 이미지를 캡처 할 수있었습니다.
그들의 발견을 자세히 설명하는 연구는 최근에 천문 일기 제목 아래 "ALMA는 NGC 1068 핵에서 불균일 한 소형 회전 밀도 분자 토러스를 보여준다". 이 연구는 가고시마 대학의 도움을 받아 이마니시 마사토시 (Isamashi Masatoshi)가 이끄는 일본 국립 천문대 (National Astronomical Observatory)의 일본 연구팀에 의해 수행되었다.
대부분의 거대한 은하와 마찬가지로 M77에는 먼지와 가스가 SMBH에 축적되어 정상적인 광도보다 높은 활성 은하 핵 (AGN)이 있습니다. 한동안 천문학 자들은 SMBH와 은하 사이에 존재하는 호기심 많은 관계에 대해 당황했습니다. 더 큰 은하들은 더 큰 SMBH를 가지고 있지만, 호스트 은하들은 여전히 중앙 블랙홀보다 100 억 배 더 큽니다.
이것은 자연스럽게 규모가 다른 두 물체가 서로 직접 영향을 줄 수있는 방법에 대한 의문을 제기합니다. 그 결과, 천문학 자들은 은하와 블랙홀이 어떻게 진화하는지를 결정하기 위해 AGN을 연구하려고했다. 연구를 위해이 팀은 지구에서 약 47 백만 광년 떨어진 막 대형 나선 은하 인 M77의 중앙 지역을 고해상도로 관찰했습니다.
이 팀은 ALMA를 사용하여 M77 중심 주변의 이미지를 촬영하고 반경 20 광년의 소형 가스 구조를 해결할 수있었습니다. 예상대로 연구팀은 소형 구조가 은하 중심 블랙홀 주위에서 회전하고 있음을 발견했다. Masatoshi Imanishi가 ALMA 보도 자료에서 설명했듯이 :
“AGN의 다양한 관측 특징을 해석하기 위해 천문학 자들은 활동적인 초 거대 블랙홀 주위에 먼지가 많은 도넛 형 먼지 가스 구조를 가정했습니다. 이것을 AGN의 '통합 모델'이라고합니다. 그러나 먼지가 많은 기체 도넛 모양은 매우 작습니다. ALMA의 고해상도로 이제 구조를 직접 볼 수 있습니다.”
과거에는 천문학 자들이 M77의 중심을 관찰했지만 지금까지 아무도 중심에서 회전하는 원환 체를 해결할 수 없었습니다. 이것은 ALMA의 우수한 분해능과 분자 방출 라인의 선택 덕분에 가능했습니다. 이러한 배출 라인에는 고밀도 가스에서만 마이크로파를 방출하는 시안화 수소 (HCN) 및 포르 밀 이온 (HCO +)과 다양한 조건에서 마이크로파를 방출하는 일산화탄소가 포함됩니다.
이 배출 라인을 관찰 한 결과, 팀은 또 다른 예측을 확인했는데, 이는 토러스가 매우 밀집되어 있다는 것입니다. 이마니시는“이전 관측 결과 먼지가 많은 가스 성 원환 체의 동서 신장이 밝혀졌다. ALMA 데이터에서 밝혀진 역학은 원환 체의 예상 회전 방향과 정확히 일치합니다.”
그러나 SMBH 주변의 가스 분포는 단순한 통합 모델이 제시하는 것보다 더 복잡하다는 것도 관찰했습니다. 이 모델에 따르면, 원환 체의 회전은 블랙홀의 중력을 따릅니다. 그러나 이마니시 (Imanishi)와 그의 팀이 발견 한 바에 따르면, 원환 체의 가스와 먼지도 매우 무작위적인 움직임의 징후를 나타냅니다.
이것은 M77의 중심에 위치한 AGN이 과거에 작은 은하와 합병하는 것을 포함하여 폭력적인 역사를 가지고 있음을 나타낼 수 있습니다. 요컨대, 팀의 관찰에 따르면 은하 합병은 AGN이 형성되고 행동하는 방식에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 이와 관련하여, M77s 원환 체에 대한 관측은 이미 은하의 역사와 진화에 대한 단서를 제공하고 있습니다.
SMBH에 대한 연구는 집중적이지만 매우 어려운 과제입니다. 한편으로 가장 가까운 SMBH (Sagitarrius A *)는 비교적 조용하며 적은 양의 가스 만 발생합니다. 동시에, 그것은 우리 은하의 중심에 위치하고 있으며, 먼지, 가스 및 별 사이에 가려져 있습니다. 따라서 천문학 자들은 SMBH와 은하가 어떻게 공존하는지 연구하기 위해 다른 은하계를 조사해야한다.
그리고 수십 년에 걸친 연구와 계측의 개선 덕분에 과학자들은 처음으로이 신비로운 지역을 분명히 엿보기 시작했습니다. 천문학 자들은 그것들을 자세히 연구함으로써 시간이 지남에 따라 그러한 거대한 블랙홀과 고리 구조가 어떻게 은하와 공존 할 수 있는지에 대한 귀중한 통찰력을 얻고있다.
