우주의 거의 모든 은하의 중심에는 초 거대 블랙홀이 있습니다. 그들은 어떻게 거기에 도착 했습니까? 이 괴물 블랙홀과 그것들을 둘러싸고있는 은하의 관계는 무엇입니까?
천문학 자들이 우주에서 더 멀리 볼 때마다 새로운 신비를 발견합니다. 이러한 미스터리를 이해하려면 모든 새로운 도구와 기술이 필요합니다. 이 미스터리는 더 많은 미스터리로 이어집니다. 내가 말하는 것은 그것이 미스터리 거북이라는 것입니다.
가장 매혹적인 것 중 하나는 퀘이사 발견, 그들이 무엇인지 이해하고 더 깊은 미스터리의 공개입니다.
언제나 그렇듯이, 나는 나보다 앞서 가고 있습니다. 먼저 돌아가서 퀘이사의 발견에 대해 이야기합시다.
1950 년대에 천문학 자들은 무선 망원경을 사용하여 하늘을 스캔했으며 먼 우주에서 기괴한 물체를 발견했습니다. 그들은 매우 밝고 엄청나게 멀리있었습니다. 수억 또는 수십억 광년 떨어져 있습니다. 첫 번째 것은 무선 스펙트럼에서 발견되었지만 시간이 지남에 따라 천문학 자들은 가시 스펙트럼에서 훨씬 더 타오르는 것을 발견했습니다.
천문학 자 홍 예치 (Hong-Yee Chiu)는 준 별 물체를 뜻하는“quasar”라는 용어를 만들었다. 그것들은 단일 지점에서 비추는 별과 같았지만, 별이 아니었고, 전체 은하보다 더 많은 방사선으로 타 오르고있었습니다.
수십 년 동안 천문학 자들은 퀘이사의 특성을 혼란스럽게하면서 실제로 블랙홀이라는 것을 알았으며 수십억 광년 떨어진 곳에서 방사선을 적극적으로 공급하고 발파했습니다.
그러나 그들은 거대한 별의 죽음으로 알려진 것으로 알려진 거대한 질량의 블랙홀이 아니 었습니다. 이들은 태양 질량의 수백만 또는 수십억 배에 이르는 초대형 블랙홀이었습니다.
1970 년대까지 천문학 자들은 다른 은하계의 중심부, 심지어 은하수에도 이러한 초 거대 블랙홀이 존재할 가능성을 고려했습니다.
1974 년 천문학 자들은 은하계 방출 방사선의 중심에서 라디오 소스를 발견했습니다. 제목은 궁수 자리 A *로,“흥분된 원자”관점에서“흥분”을 나타내는 별표가 붙어 있습니다.
이는 재료를 적극적으로 공급하지 않는 초 거대 블랙홀의 배출량과 일치합니다. 우리 은하는 과거 나 미래에 퀘이사 일 수 있었지만, 현재는 블랙홀은이 미묘한 방사선과는 별도로 침묵을 지켰습니다.
천문학 자들은 확실 할 필요가 있었기 때문에 적외선 스펙트럼에서 은하수 중심을 자세히 조사하여 가시 광선에서 코어를 가리는 가스와 먼지를 통해 볼 수있었습니다.
그들은 태양을 공전하는 혜성과 같이 궁수 자리 별을 도는 별 무리를 발견했다. 태양의 질량이 수백만 배에 이르는 블랙홀 만이 이러한 기이 한 궤도에서이 별들을 휘두르는 종류의 중력 앵커를 제공 할 수있었습니다.
추가 조사에 따르면 안드로메다 은하의 중심에있는 초대형 블랙홀이 발견되었습니다. 사실이 괴물들이 우주의 거의 모든 은하의 중심에있는 것처럼 보입니다.
그러나 그들은 어떻게 형성 되었습니까? 저들은 어디서 왔어요? 은하가 먼저 형성되어 중간에 블랙홀이 형성되거나 블랙홀이 형성되어 주위에 은하가 형성 되었습니까?
최근까지, 이것은 실제로 여전히 천문학에서 해결되지 않은 큰 미스터리 중 하나였습니다. 그러나 천문학 자들은 점점 더 민감한 관측소를 사용하여 많은 연구를 해왔으며 이론을 연구했으며 이제이 수수께끼의 바닥에 도달하는 데 도움이되는 증거를 수집하고 있습니다.
천문학 자들은 우주의 대규모 구조가 어떻게 결합되었는지에 대한 두 가지 모델, 즉 하향식과 상향식을 개발했습니다.
하향식 모델에서, 전체 은하계 슈퍼 클러스터는 빅뱅 (Big Bang)에서 남은 거대한 원시 수소 구름으로 한 번에 형성되었습니다. 슈퍼 클러스터의 가치가있는 별.
구름이 합쳐지면서 작은 나선과 왜소 은하를 튀어 나왔습니다. 이것들은 나중에 우리가 오늘날보다 복잡한 구조를 형성하기 위해 결합되었을 수 있습니다. 초 거대 블랙홀은이 은하들이 함께 모일 때 밀도가 높은 코어로 형성되었을 것입니다.
당신이 이것에 대해 당신의 마음을 감싸고 싶다면, 우리 태양과 다른 많은 별들을 형성 한 훌륭한 보육원을 생각하십시오. 그 안에 여러 개의 별 시스템을 형성하는 단일 가스 구름과 먼지가 있다고 상상해보십시오. 시간이 지남에 따라 별들은 성숙해져 서로 멀어지게되었습니다.
하향식입니다. 오늘날 우리가 보는 구조로 이어지는 하나의 큰 행사.
상향식 모델에서는 가스와 먼지 주머니가 점점 더 큰 덩어리로 모여서 결국 왜소 은하, 심지어 오늘날 우리가 볼 수있는 클러스터와 슈퍼 클러스터를 형성합니다. 은하의 중심에있는 초 거대 블랙홀은 충돌과 블랙홀 사이의 합병으로 인해 성장했습니다.
사실, 이것은 실제로 천문학 자들이 태양계의 행성들이 형성되었다고 생각하는 방식입니다. 행성 크기의 물체가 수백만 년에 걸쳐 형성 될 때까지 먼지 조각이 서로를 더 큰 곡물로 끌어들입니다.
상향식, 작은 부품이 함께 제공됩니다.
빅뱅 직후, 전체 우주는 엄청나게 조밀했습니다. 그러나 모든 곳에서 밀도가 같지는 않았습니다. 처음에 밀도의 작은 양자 변동은 오늘날 우리가 보는 은하계 슈퍼 클러스터로 수십억 년 동안 확장되었습니다.
나는 이것을 멈추고 잠시 동안 당신의 두뇌에 가라 앉히고 싶습니다. 초기 우주에서 밀도에 미세한 변화가있었습니다. 그리고 이러한 변형은 오늘날 우리가 볼 수있는 수억 광년의 구조가되었습니다.
우주의 팽창이 일어 났을 때 두 힘이 작용한다고 상상해보십시오. 한편으로, 입자를 서로 끌어 당기는 입자의 상호 중력이 있습니다. 다른 한편으로, 당신은 입자를 서로 분리하는 우주의 확장을 얻었습니다. 은하, 성단 및 수퍼 클러스터의 크기는 반대 세력의 균형점에 의해 결정되었습니다.
작은 조각들이 모이면 저층을 형성하게됩니다. 큰 조각들이 모이면, 그 하향식 구조를 얻게됩니다.
천문학 자들이 가장 큰 규모로 우주를 바라 볼 때, 그들은 하향식 모델을 지원하는 한 클러스터와 슈퍼 클러스터를 관찰 할 수 있습니다.
한편, 관측에 따르면 첫 번째 별은 빅뱅 이후 수억 년 만에 형성되어 바닥을지지합니다.
대답은 둘 다입니까?
아닙니다. 가장 현대적인 관찰은 상향식 프로세스에 우위를 제공합니다.
핵심은 중력이 빛의 속도로 이동한다는 것인데, 이는 서로 떨어져 퍼져 나가는 입자 사이의 중력 상호 작용이 빛의 속도를 따라 잡는 데 필요하다는 것을 의미합니다.
다시 말해, 슈퍼 클러스터의 가치있는 자료는 얻을 수없고 별의 가치있는 자료 만 얻을 수 있습니다. 그러나이 첫 번째 별은 순수한 수소와 헬륨으로 만들어졌으며 오늘날 가지고있는 별보다 훨씬 더 크게 자랄 수 있습니다. 그들은 빨리 살고 초신성 폭발로 죽어 오늘날보다 훨씬 더 큰 블랙홀을 만들어 낼 것입니다.
최초의 원형 은하가 함께 모여서 첫 번째 괴물 블랙홀과 주변의 거대한 별들을 모았습니다. 그리고 수백만 년에 걸쳐이 블랙홀은 계속해서 합쳐져 태양 질량의 수백만에서 수십억 배에 이릅니다. 이것이 오늘날 우리가 보는 현대 은하를 얻은 방법입니다.
이 결론을 뒷받침하는 최근의 관찰이있었습니다. 올해 초 천문학 자들은 상대적으로 작은 은하의 중심에서 초 거대 블랙홀 발견을 발표했습니다. 우리 은하수에서, 초대 질량 블랙홀은 태양 질량의 410 만 배이지만, 은하 전체 질량의 0.01 %만을 차지합니다.
그러나 유타 대학의 천문학 자들은 각각 태양 질량이 460 만배, 580 만배 인 블랙홀을 가진 두 개의 초소형 은하를 발견했다. 그러나 블랙홀은 호스트 은하 질량의 13 ~ 18 %를 차지합니다.
이 은하들은 한때 정상 이었지만 우주 역사 초기에 다른 은하들과 충돌하여 그들의 별을 벗겨 낸 다음 우주를 돌아 다니기 위해 침을 뱉었다.
그들은 합병이 일어났던 초기 우주에서 일어난 대학살의 증거인 초기 합병 사건의 피해자입니다.
우리는 항상 우주에서 미해결 미스터리에 대해 이야기하지만, 이것은 천문학 자들이 당황하기 시작한 것입니다.
오늘날 우리가보고있는 우주의 구조는 상향식 일 가능성이 높습니다. 첫 번째 별들은 최초의 블랙홀을 형성하기 위해 초신성으로 죽어 프로토 갤럭시로 모였습니다. 오늘날 우리가 보는 우주의 구조는 수십억 년의 형성과 파괴의 최종 결과입니다. 시간이 지남에 따라 초 거대 블랙홀이 함께합니다.
제임스 웹 (James Webb)과 같은 망원경이 작동하면 관측 가능한 우주의 가장자리에서이 조각들이 서로 만나는 것을 볼 수있을 것입니다.
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