사나운 블랙홀은 지나갈 때마다 지구보다 3배 많은 별을 삼킨다

레스터 대학의 천문학자들이 발견한 대규모 X선 폭발은 지구 질량의 3배에 달하는 물질이 연소되고 있음을 시사합니다. 블랙홀.

근처 은하계에 있는 우리 태양과 같은 별은 작지만 굶주린 블랙홀에 점차 먹혀가고 있으며, 지나갈 때마다 지구 행성 3개에 해당하는 질량을 잃습니다.

레스터 대학교 천문학자들의 발견은 9월 7일 저널에 보고되었습니다. 자연 천문학 그것은 궤도를 도는 별을 방해하는 블랙홀에 대한 우리의 지식에서 “잃어버린 고리”를 제공합니다. 이는 아직 발견되지 않은 별의 전체 인구가 소비되는 과정에 있음을 나타냅니다.

팀은 영국 우주국과 영국 과학기술시설협의회(STFC)로부터 지원을 받았습니다.

검색 세부정보

천문학자들은 은하로부터 약 5억 광년 떨어진 근처 은하계 2MASX J02301709+2836050의 중심에서 나오는 것으로 보이는 밝은 X선 섬광을 통해 별의 임박한 파멸에 대해 경고를 받았습니다. 은하수. 소행성은 Swift J0230으로 명명되었으며 Neil Gehrels Swift Observatory를 위해 과학자들이 개발한 새로운 장비를 사용하여 처음 발생한 순간을 관찰했습니다. 그들은 재빨리 더 빠른 관찰 일정을 잡았고 예상대로 사라지는 대신 7~10일 동안 밝게 빛났다가 갑자기 꺼지며 이 과정을 약 25일마다 반복한다는 것을 발견했습니다.

보관된 PanSTARRS 데이터에서 가져온 새로운 사건이 발생한 은하의 시각적 이미지. X선 물체는 흰색 원 내부 어딘가에서 발견되며, 크기는 100미터 정도의 핀 머리 정도입니다. 2년 된 초신성의 위치도 표시됩니다. 크레딧: Daniele B. 말리사니/팬스타스

빠진 조각을 연결해 보세요

유사한 행동이 소위 준주기적 폭발과 주기적인 핵폭발에서도 관찰되었습니다. 여기서 별은 궤도에 접근할 때 블랙홀에 의해 찢겨지는 물질을 가지고 있지만 폭발 횟수와 폭발 속도는 다릅니다. 폭발하든 말든. 엑스레이나 광학 광선의 폭발이 지배적입니다. Swift J0230의 방출 규칙성은 둘 사이에서 감소했는데, 이는 이것이 두 가지 유형의 폭발 사이의 “잃어버린 고리”를 구성한다는 것을 암시합니다.

과학자들은 이 두 종류의 사건에 대해 제안된 모델을 지침으로 사용하여 Swift J0230의 폭발이 은하 중심에 있는 저질량 블랙홀 주위의 타원 궤도에서 우리 태양과 비슷한 크기의 별을 나타낸다고 결론지었습니다. . 별의 궤도가 블랙홀의 강한 중력에 가까워지면 지구 행성 세 개 질량에 해당하는 물질이 별의 대기에서 추출되어 블랙홀에 떨어지면서 가열됩니다. 최고기온 약 200만도 섭씨스위프트 위성이 처음으로 포착한 엄청난 양의 엑스레이를 방출합니다.

이제 당신은 그것을 볼 수 없습니다, 이제 당신은 그것을 볼 수 있습니다! Swift J0230의 폭발 전(왼쪽)과 폭발 후(오른쪽)의 하늘에서 같은 위치를 촬영한 X선 이미지. 이 이미지는 Swift 위성에 탑재된 X선 망원경으로 촬영되었습니다. 출처: Phil Evans(레스터 대학교)/NASA SWIFT

전문가의 통찰력

주저자인 레스터대학교 물리천문학부 필 에반스 박사는 이렇게 말했습니다. “우리 태양과 같은 별이 저질량 블랙홀에 의해 반복적으로 찢겨지고 소모되는 것을 본 것은 이번이 처음입니다. 이러한 소위 “빈번하고 부분적인 조수 교란” 사건은 그 자체로 완전히 새로운 발견이며 두 가지 유형, 즉 몇 시간마다 분출하는 유형과 약 1년에 한 번씩 분출하는 유형으로 분류되는 것으로 보입니다. 이 새로운 시스템은 이러한 요소들 사이의 간격에 속하며, 숫자를 실행해 보면 관련된 개체 유형도 제자리에 있다는 것을 알 수 있습니다.

Swift 위성에서 Evans 박사와 함께 작업하는 Rob Isles-Ferris 박사는 최근 레스터 대학교에서 블랙홀에 의해 붕괴된 별을 연구하는 박사 학위를 취득했습니다. “과거에 우리가 본 대부분의 시스템에서 별은 완전히 파괴되었습니다.”라고 그는 설명합니다. Swift J0230은 부분적으로 난류성 별 클래스에 흥미로운 추가 기능입니다. 왜냐하면 이전에 발견된 객체의 두 클래스가 실제로 관련되어 있음을 보여주고 새로운 시스템이 누락된 링크를 제공하기 때문입니다.

닐의 걸스 스위프트 천문대 그림. 크레딧: NASA

더 많은 발견을 기대해 주세요

연구를 위해 데이터를 분석한 레스터 대학의 Kim Page 박사는 “새로운 과도 현상 포착 장치를 활성화한 후 몇 달 이내에 Swift J0230을 발견했다는 점을 고려하면 더 많은 것이 있을 것으로 기대합니다”라고 말했습니다. 이와 같은 것들이 밝혀지기를 기다리고 있습니다.

Chris Nixon 박사는 최근 레스터 대학교에서 리즈 대학교로 이사한 이론 천체물리학자입니다. 그는 이 사건에 대한 이론적 해석을 주도했습니다. 그의 연구는 영국 과학 기술 시설 협의회와 Leverhulme Trust의 자금 지원을 받습니다.

연구자들은 블랙홀의 질량이 우리 태양 질량의 약 10,000~100,000배라고 추정하는데, 이는 일반적으로 은하 중심에서 발견되는 초대질량 블랙홀에 비해 매우 작은 수치입니다. 우리 은하 중심에 있는 블랙홀의 질량은 태양질량 400만배로 추정되며, 블랙홀의 대부분은 태양질량 1억배에 달하는 영역에 위치해 있다.

이는 레스터 대학 팀이 개발하고 자체 컴퓨터에서 실행되는 새로운 Swift 위성 과도 감지기를 사용하여 이루어진 첫 번째 발견입니다. 극단적인 사건으로 인해 이전에 X선이 없었던 하늘 지역에서 X선 ​​폭발이 발생하면 천문학자들은 이를 천문학적 X선 과도 현상이라고 부릅니다. 그들이 예고하는 극단적인 사건에도 불구하고 이러한 사건은 찾기가 쉽지 않거나 적어도 빠르지는 않습니다. 따라서 이 새로운 도구는 실시간으로 새로운 유형의 과도 현상을 검색하기 위해 개발되었습니다.

“이러한 유형의 물체는 우리가 이 새로운 시설을 건설하기 전까지는 감지할 수 없었으며, 얼마 지나지 않아 완전히 새로운, 이전에 볼 수 없었던 사건을 발견했습니다.”라고 Evans 박사는 덧붙입니다. Swift는 거의 20살이 되었습니다. 그는 갑자기 우리가 전혀 몰랐던 완전히 새로운 사건을 발견했습니다. 이는 공간을 보는 새로운 방식을 찾을 때마다 새로운 것을 배우고, 이전에 몰랐던 것이 있다는 것을 발견한다는 것을 보여주는 것이라고 생각합니다.

국제협력과 미래전망

영국 우주국 우주 과학 책임자인 Caroline Harper 박사는 다음과 같이 말했습니다. “이것은 세계를 선도하는 Swift 임무에서 또 다른 흥미로운 발견입니다. 즉, 태양과 같은 별이 궤도를 돌면서 ‘물림’을 받는 저질량 블랙홀입니다. .” 충분히 가깝습니다.

“영국 우주국은 다음과 협력하고 있습니다. NASA 수년 동안 이 임무를 수행했습니다. 영국은 두 가지 주요 과학 장비의 하드웨어 개발을 주도해 왔으며 우리는 Swift 과학 데이터 센터에 자금을 제공했으며 이를 계속 지원하고 있습니다. 우리는 미래에 우주 전역의 감마선 폭발과 그것이 일으키는 대규모 사건에 대한 Swift의 더 많은 통찰력을 기대합니다.

이 발견에 대한 자세한 내용은 NASA의 Swift Spies 태양과 같은 별이 한 입씩 소비되는 것을 참조하세요.

참조: PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris의 “거대 블랙홀에 의한 반복적인 항성 교란으로 인한 준주기적인 월별 폭발” , D. P. Malesani, L. Izzo, M. R. Goad, P. T. O’Brien, J. P. Osborne, B. Sparovati, 2023년 9월 7일, 자연 천문학.
도이: 10.1038/s41550-023-02073-j