수십 년 동안 천문학 자들은 SMBH (Supermassive Black Holes)가 대부분의 거대한 은하의 중심에 있다는 것을 알고있었습니다. 수십만에서 수십억 태양 질량에 이르는이 블랙홀은 주변 물질에 강력한 영향을 미치며 활성 은하 핵 (AGN)의 원인으로 여겨진다. 천문학 자들이 그들에 대해 알고있는 한, 그들은 SMBH가 어떻게 형성되고 진화하는지 이해하려고 노력했다.
최근에 발표 된 두 건의 연구에서 두 국제 연구팀이 먼 은하 중심에서 새로 발견 된 블랙홀 쌍 다섯 개가 발견되었다고보고했습니다. 이 발견은 천문학 자들이 블랙홀 합병이 우주에서 가장 강한 중력파를 생성하는 방법은 말할 것도없고, SMBH가 시간이 지남에 따라 어떻게 형성되고 성장하는지에 대한 새로운 시각을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.
첫 4 개의 이중 블랙홀 후보는 George Mason University의 천체 물리학 교수 인 Shobita Satyapal이 이끄는“고급 합병의 매장 AGN : 이중 AGN 파인더로서의 중간 적외선 색상 선택”이라는 제목의 연구에서보고되었습니다. 이 연구는 천체 물리 저널 최근에 온라인에 나타났습니다.
다섯 번째 이중 블랙홀 후보를보고 한 두 번째 연구는 빅토리아 대학의 천체 물리학 교수 사라 엘리슨 (Sarah Ellison)이 주도했습니다. 최근에 출판되었습니다 왕립 천문 학회 월간 고지 ~ 8 kpc 분리를 가진 이중 활성 은하 핵의 발견이라는 제목 아래. 이 5 개의 블랙홀 쌍의 발견은 쌍이 매우 드문 발견이라는 점에서 매우 우습 적이었습니다.
Shobita Satyapal이 Chandra 언론 진술에서 설명했듯이 :
“천문학 자들은 우주 전체에서 하나의 초 거대 블랙홀을 발견합니다. 그러나 상호 작용할 때 빠르게 성장할 것으로 예상했지만 이중의 초대형 블랙홀을 찾기가 어려웠습니다.“
블랙홀 페어는 여러 가지 지상 및 우주 기반 계측기의 데이터를 결합하여 발견되었습니다. 여기에는 SDSS (Sloan Digital Sky Survey)의 광학 데이터와 WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer)의 근적외선 데이터와 NASA Chandra의 x- 선 데이터가 포함 된 애리조나의 지상 기반 대안 망원경 (LBT)의 광학 데이터가 포함되었습니다. 엑스레이 천문대.
연구를 위해 Satyapal, Ellison 및 각 팀은 은하 합병의 결과로 여겨지는 이중 AGN을 탐지하려고했습니다. 그들은 SDSS의 광학 데이터를 참조하여 합병 과정에있는 은하계를 찾아 냈다. 그런 다음 올 스카이 WISE 조사의 데이터를 사용하여 가장 강력한 AGN을 표시 한 은하를 식별했습니다.
그런 다음 Chandra의 Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) 및 LBT의 데이터를 참조하여 고급 통합 단계에있는 것으로 보이는 7 개의 은하를 식별했습니다. Ellison이 이끄는이 연구는 또한 MaNGA (Apache Point Observatory)에서 인근 은하 매핑에서 제공 한 광학 데이터에 의존하여 새로운 블랙홀 쌍 중 하나를 찾아 냈다.
합쳐진 데이터로부터, 그들은 합쳐진 7 개의 은하 중 5 개가 이중 킬로 파섹 (3 만 광년 이상)으로 분리 된 가능한 이중 AGN을 호스팅한다는 것을 발견했습니다. 이것은 WISE에서 제공 한 적외선 데이터에 의해 입증되었으며, 이는 급속히 성장하는 초 거대 블랙홀의 예측과 일치했습니다.
또한 찬드라 데이터는 밀접하게 분리 된 한 쌍의 엑스레이 소스를 보여 주었으며, 이는 블랙홀과 느리게 누적되는 물질과 일치합니다. 이 적외선 및 x-ray 데이터는 또한 초대형 블랙홀이 다량의 먼지와 가스에 묻혀 있음을 시사했습니다. 엘리슨 (Ellison)이 지적했듯이,이 발견은 여러 파장의 데이터를 분류하는 작업으로 인한 힘든 결과입니다.
“우리의 연구에 따르면 적외선 선택과 X- 레이 후속 조치를 결합하는 것이 이러한 블랙홀 쌍을 찾는 데 매우 효과적인 방법입니다. X- 선과 적외선은 이러한 블랙홀 쌍을 둘러싼 가려진 가스와 먼지 구름을 관통 할 수 있으며,이를 분리하려면 Chandra의 날카로운 비전이 필요합니다.”
이 연구 이전에 X- 레이 연구에 근거하여 10 쌍 미만의 성장하는 블랙홀이 확인되었으며, 대부분 우연히 발생했습니다. 따라서 결합 된 데이터를 사용하여 5 개의 블랙홀 쌍을 탐지 한이 최신 연구는 운이 좋았고 중요했습니다. 초 거대 블랙홀이 더 작은 블랙홀의 합병으로 형성된다는 가설을 강화하는 것 외에도, 이러한 연구는 중력파 연구에 심각한 영향을 미칩니다.
Satyapa는“중력파 관측소에 대한 신호를 예측하는 데 도움이되는 일반적인 초 질량 블랙홀 쌍을 이해하는 것이 중요하다. “이미 실험이 진행 중이며 미래의 실험이 온라인으로 진행되면서 블랙홀 병합을 연구 할 흥미로운시기입니다. 우리는 우주를 탐험하는 새로운 시대의 초기 단계에 있습니다.”
2016 년 이후, 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO) 및 VIRGO 천문대와 같은기구에서 총 4 개의 중력파 인스턴스가 감지되었습니다. 그러나 이러한 탐지는 블랙홀이 8 ~ 36 개의 태양 질량으로 모두 작고 크기가 작은 블랙홀 합병의 결과였습니다.
반면에 초 거대 블랙홀은 훨씬 더 방대하며 계속 더 가까워 질수록 중력파 신호가 훨씬 커질 수 있습니다. 그리고이 쌍들이 결국 합쳐지는 몇억 년 동안, 질량이 중력파로 변환되어 생성 된 결과 에너지는 믿을 수 없을 것입니다.
현재 LIGO 및 Virgo와 같은 검출기는 Supermassive Black Hole 쌍으로 생성 된 중력파를 감지 할 수 없습니다. 이 연구는 중력파에 대한 북미 나노 헤르츠 천문대 (NANOGrav)와 같은 배열에 의해 수행되고 있는데, 이것은 공간 시간에 중력파의 영향을 측정하기 위해 고정밀 밀리 초 펄서에 의존합니다.
최초의 우주 기반 중력파 검출기 인 LISA (Laser Interferometer Space Antenna)도이 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 그 동안 중력파 연구는 이미 Advanced LIGO와 Advanced Virgo 사이에 존재하는 것과 같은 협력 노력의 이점을 크게 얻었습니다.
또한 과학자들은 중력파 연구를 통해 초신성 내부를 연구 할 수있을 것으로 기대하고있다. 이것은 블랙홀 형성의 메커니즘에 대해 많은 것을 보여줄 것입니다. 이 모든 지속적인 노력과 미래의 발전 사이에서, 우리는 훨씬 더 많은 우주와 그 안에서 일하는 가장 강력한 힘을“들”을 것으로 기대할 수 있습니다.
Chandra X-ray Observatory가 제공 한 블랙홀 쌍 2 개가 합쳐지는 모습을 보여주는이 애니메이션을 확인하십시오.
