우리 은하 중심에서 궁수 자리 A *가 발견 된 이래로 천문학 자들은 대부분의 거대한 은하의 중심에 SMBH (Supermassive Black Hole)가 있다는 것을 이해하게되었습니다. 이것은 은하의 핵에서 생성 된 강력한 전자기 방출 (“AGN (Active Galatic Nuclei)”로 알려짐)에 의해 증명되며, 이는 SMBH에 가스와 먼지가 쌓여 발생하는 것으로 생각됩니다.
수십 년 동안 천문학 자들은 블랙홀의 크기와 크기를 결정하기 위해 AGN에서 나오는 빛을 연구 해 왔습니다. 이 빛은 도플러 효과에 영향을 받아 스펙트럼 선이 넓어지기 때문에 어렵습니다. 그러나 중국과 미국의 연구자들이 개발 한 새로운 모델 덕분에 천문학 자들은 이러한 광역 지역 (BLR)을 연구하고 블랙홀 질량에 대해 더 정확한 추정치를 할 수 있습니다.
최근 과학 저널에 실린이 연구는“활동 은하 핵의 넓은 방출 선의 기원으로 먼지 덩어리를 교란시켰다”고 최근 발표했다. 자연. 이 연구는 중국 과학 아카데미의 IHEP (Institute of High Energy Physics) 연구원 인 Jian-Min Wang이 와이오밍 대학교와 난징 대학교의 도움을 받아 진행했습니다.
이를 분해하기 위해 SMBH는 가스와 먼지로 된 토러스가있는 것으로 유명합니다. 블랙홀의 중력은이 원환 체의 가스를 초당 수천 킬로미터의 속도로 가속하여 다른 파장에서 가열되어 방사선을 방출합니다. 이 에너지는 결국 주변 은하 전체를 뛰어 넘어 천문학 자들이 SMBH의 존재를 결정할 수있게 해주었다.
물리 천문학과의 UW 교수이자 연구 저자 인 Michael Brotherton은 UW 보도 자료에서 다음과 같이 설명했다.
“사람들은‘블랙홀입니다. 왜 그렇게 밝습니까? '블랙홀은 여전히 어둡습니다. 디스크는 감마선, X- 선, UV, 적외선 및 전파를 포함하여 전자기 스펙트럼을 가로 질러 방사선을 방출하는 고온에 도달합니다. 블랙홀이 공급되는 블랙홀과 주변의 가속 가스는 퀘이사를 켜는 연료입니다.”
이 밝은 영역을 관찰 할 때 발생하는 문제는 그 안에있는 가스가 다른 방향으로 너무 빠르게 움직이고 있다는 사실에서 비롯됩니다. 멀어지고있는 가스 (우리에 비해)가 스펙트럼의 적색 끝쪽으로 이동하는 반면, 우리쪽으로 이동하는 기체는 파란색 끝쪽으로 이동됩니다. 이것이 방출 된 빛의 스펙트럼이 나선형처럼되어 광역 영역으로 연결되어 정확한 판독 값을 얻기가 어렵습니다.
현재, 은하 핵에서 SMBH의 질량 측정은 "잔향 맵핑 기술"에 의존한다. 요컨대, 컴퓨터 모델을 사용하여 BLR의 대칭 스펙트럼 라인을 검사하고 이들 사이의 시간 지연을 측정합니다. 이 선들은 SMBH의 중력에 의해 광 이온화 된 가스에서 발생하는 것으로 생각됩니다.
그러나 넓은 방출 라인과 BLR의 다른 구성 요소에 대한 이해가 거의 없기 때문에이 방법은 200 ~ 300 % 사이의 불확실성을 유발합니다. "우리는 블랙홀 질량을 진단하는 데 도움이되는 스펙트럼 광역 영역에 대해 더 자세한 질문을하려고합니다"라고 Brotherton은 말했습니다. "사람들은이 넓은 배출 라인 지역이 어디에서 왔는지 또는이 가스의 성질을 모릅니다."
이와 반대로 Wang 박사가 이끄는 팀은 SMBH를 둘러싼 가스 토러스의 역학을 고려한 새로운 유형의 컴퓨터 모델을 채택했습니다. 그들은이 원환 체가 블랙홀에 의해 일시적으로 붕괴 될 수있는 불연속 물질 덩어리로 구성되어 일부 가스가 가스로 흘러 들어가고 (일어나고 있음) 유출로 배출된다고 가정합니다.
이로부터 BLR의 방출 라인은“비대칭”,“모양”및“시프트”의 세 가지 특성에 영향을 받는다는 것을 발견했습니다. 대칭 및 비대칭의 다양한 배출 라인을 조사한 후,이 세 가지 특성은 가스 덩어리가 얼마나 밝은 지에 크게 의존한다는 것을 발견했으며, 이는 토러스 내에서 운동 각도의 결과로 해석되었습니다. 또는 Brotherton 박사가 말한 것처럼 :
“우리가 제안하는 것은이 먼지 덩어리가 움직이고 있다는 것입니다. 어떤 이들은 서로 부딪쳐서 합쳐져 속도를 바꿉니다. 어쩌면 그들은 블랙홀이 사는 퀘이사로 옮길 수도 있습니다. 일부 덩어리는 광역 영역에서 회전합니다. 일부는 쫓겨납니다.”
결국, 그들의 새로운 모델은 블랙홀 원환 체로부터 일시적으로 붕괴 된 물질 덩어리가 BLR 가스의 공급원을 나타낼 수 있음을 시사한다. 이전 모델과 비교하여 Wang 박사와 그의 동료들이 고안 한 모델은 SMBH 근처에서 서로 다른 주요 프로세스와 구성 요소를 연결합니다. 여기에는 블랙홀 공급, 광 이온화 가스 공급원 및 먼지가 많은 원환 체 자체가 포함됩니다.
이 연구는 AGN을 둘러싼 모든 미스터리를 해결하지는 못하지만, 스펙트럼 라인을 기반으로 SMBH의 정확한 질량 추정치를 얻는 중요한 단계입니다. 이로부터 천문학 자들은이 블랙홀이 큰 은하의 진화에서 어떤 역할을했는지 더 정확하게 결정할 수있었습니다.
이 연구는 중국 과학 아카데미가 관리하는 과학 기술 연구 및 개발을위한 국가 주요 프로그램과 프론티어 과학의 주요 연구 프로그램의 지원 덕분에 가능해졌습니다.
