은하가 충돌하면 어떻게 될까요? 글쎄, 인간이 약 10억 년 후에 주변에 있다면 그들은 알게 될 것입니다. 그 때 우리 은하가 이웃 안드로메다 은하와 충돌할 예정입니다. 그 사건은 장대하고 거대한 충돌이 될 것입니다. 두 은하의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀은 새로운 물질을 먹어치우고 충돌이 압도적인 중력에 도달할 수 있는 범위 내에서 더 많은 가스와 먼지를 가져옴에 따라 밝게 타오를 것입니다. 거대한 거대 별들이 서로 충돌하여 하늘을 밝히고 사방에 치명적인 방사선을 뿜어내는 곳. 오른쪽?
아마. 사실, 잔치를 벌이는 일은 전혀 없을 수도 있고, 그에 대한 엄청난 일도 거의 없을 것입니다.
두 은하가 충돌하는 장엄하고 재앙적인 화재에 대한 아이디어는 과학이라기보다 공상 과학 소설에 가깝습니다. 별 사이에는 너무 많은 공간이 있어서 두 개의 별이 서로 닿을 가능성이 거의 없습니다. 은하수와 안드로메다와 같은 은하가 각각 수천억 개의 별을 가지고 만나더라도. 많은 중력 속임수가 있을 것입니다. 그러나 폭발은 없습니다.
천문학자들은 이것을 한동안 알고 있었습니다. 그러나 은하 합병을 바라보는 불꽃 충돌 방식의 한 부분은 지속되었습니다. 이것은 충돌로 인해 새로운 가스와 먼지가 도달함에 따라 각 은하의 중심에 있는 블랙홀이 활동과 함께 타오르게 될 것이라는 생각입니다.
이것은 활성은하핵(AGN)이 있는 가장 가까운 은하인 센타우루스 A입니다. 블랙홀이 새로운 활동으로 폭발할 때 이를 AGN이라고 합니다. 이미지 크레디트:
새로운 연구 서신에서는 그런 일이 일어나지 않을 수도 있다고 말합니다. 실제로 연구에 따르면 블랙홀이 실제로 굶어 죽을 수도 있습니다.
연구 편지의 제목은 ' 정면 은하 충돌로 중앙 블랙홀 가스 저장소 파괴 .” 주 저자는 University of Toky의 연구원인 Yohei Miki입니다. 이번 연구는 네이처 천문학 저널에 게재됐다.
이 연구는 주로 시뮬레이션을 기반으로 합니다. 그것은 은하 가스 저장소와 은하 핵에 대한 아이디어를 중심으로 합니다.
은하핵은 블랙홀이 거주하는 은하의 중심 영역입니다. 블랙홀은 핵에서 활동하며 가스와 먼지를 축적합니다. 그 가스는 블랙홀을 중심으로 회전하면서 가열되고, 가스가 충분히 강착되면 가열된 물질은 고광도가 됩니다. 그럴 때라고 합니다. 활성은하핵 (AGN).
새로운 연구에 따르면 두 은하가 충돌할 때 블랙홀에 예상치 못한 일이 발생합니다. 그러나 특정 유형의 충돌에서만 발생합니다.
은하가 충돌할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 작은 은하는 훨씬 더 큰 은하의 작은 부분을 통과할 수 있으며 두 은하의 별은 결국 장소를 바꿀 수 있습니다. 더 작은 은하의 일부는 결국 더 큰 은하에 남을 수도 있고, 더 큰 은하의 일부는 더 작은 은하와 합류할 수도 있습니다. 일부 별은 방출되어 불량성으로 은하계 공간으로 보내질 수 있습니다.
다음으로 정면 충돌이 있습니다. 그 시나리오에서 더 작은 은하는 더 큰 은하의 강력한 중력에 의해 산산조각이 난다. 연구팀에 따르면 이러한 정면 충돌 동안 은하 핵에서 매우 특이한 일이 발생할 수 있습니다.
수석 저자인 미키 요헤이(Yohei Miki)는 '대부분의 은하의 중심에는 거대한 블랙홀(MBH)이 있다'고 말했다. 보도 자료 . “천문학자들이 은하 충돌을 탐구하는 한 충돌은 항상 핵 내 물질 형태의 MBH에 연료를 제공할 것이라고 가정했습니다. 그리고 이 연료가 MBH에 연료를 공급하여 그 활동을 크게 증가시키며 무엇보다도 자외선과 X선 빛으로 보게 될 것입니다. 그러나 이제 우리는 이러한 일련의 사건이 불가피한 것이 아니며 실제로 정반대의 경우가 있을 수 있다고 믿을 만한 충분한 이유가 있습니다.”
따라서 블랙홀에 식사를 제공하기보다는 은하 충돌로 인해 블랙홀이 굶어 죽을 수 있습니다.
나선은하 M77의 중심 영역. NASA/ESA 허블 우주 망원경은 별의 분포를 이미지화했습니다. ALMA는 은하 중심의 가스 분포를 밝혀냈습니다. ALMA는 반지름이 700광년인 말굽 모양의 구조와 반지름이 20광년인 중심의 소형 구성 요소를 이미지화했습니다. 후자는 AGN 주변의 기체 토러스입니다. 이미지 제공: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al., NASA/ESA 허블 우주 망원경 및 A. van der Hoeven
연구팀은 일본에 있는 한 쌍의 대학에서 슈퍼컴퓨터로 은하 충돌 시뮬레이션을 실행한 후 이러한 결론에 도달했습니다. 그들의 시뮬레이션은 경우에 따라 더 작은 은하가 더 큰 은하의 토러스 모양의 가스 저장소를 찢어버릴 수 있음을 보여주었습니다. 따라서 더 큰 은하에서 물질을 모은 더 큰 블랙홀 대신 AGN처럼 번쩍이는 더 큰 블랙홀은 활동이 감소하는 것을 볼 수 있습니다.
'우리는 토러스 또는 도넛 모양으로 MBH를 둘러싸고 있는 기체 물질의 동적 진화를 계산했습니다.'라고 Miki가 말했습니다. '만약 들어오는 은하가 이 토러스를 MBH의 특성에 의해 결정된 특정 임계값 이상으로 가속하면 물질이 방출되고 MBH가 굶어 죽을 것입니다. 이러한 사건은 수백만 년 동안 지속될 수 있지만 MBH 활동의 억제가 얼마나 오래 지속될지는 아직 확실하지 않습니다.”
두 가지 다른 시나리오를 시뮬레이션하는 동적 모델의 시각화. 맨 위 행은 충돌을 감소시키는 코어 활동을 보여주고, 맨 아래 행은 그것을 증가시키는 충돌을 보여줍니다. © 2021 미키 외.
연구원들은 블랙홀 기아 시나리오가 중앙 충돌과 같은 일부 시나리오에만 적용 가능하다고 지적합니다. “강조해야 할 중요한 점은 은하의 중심 충돌만이 이것을 열어준다는 것입니다.
중앙 MBH 연료 공급을 억제하기 위한 새로운 채널'이라고 씁니다. '중심에서 멀리 떨어진 충돌/만남은 때때로 각운동량 전달을 통해 중앙 MBH로 가스 흐름을 유발하는 AGN 활동을 향상시키는 것으로 생각됩니다.'
은하 충돌은 천문학자들로부터 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 연구에 따르면 우리 은하는 여러 개의 작은 은하를 흡수했으며 대마젤란운과 소마젤란운을 흡수하는 초기 단계에 있을 수 있습니다. 가스의 후광 .
안드로메다 은하는 다른 은하와의 충돌 증거도 보여줍니다. 그것은 조석 별 파편의 흐름을 가지고 있습니다. 거대한 남쪽 시내 (GSS)의 별 후광. 천문학자들은 파편의 흐름이 과거에 합병된 결과라고 말합니다.
안드로메다 은하의 가장자리에 있는 별들의 흐름은 안드로메다와 약 7억 년 전에 일어났을 가능성이 있는 왜소은하 사이의 충돌을 보여줍니다. 크레딧: Alan McConnachie
은하 충돌과 블랙홀에 대해 배워야 할 것이 더 많습니다. 이 연구에서 저자는 많은 변수를 탐색하지 않은 상태로 남겼습니다. '다양한 충돌 매개변수(예: 낙하 방향, 속도 및 중심 중심 거리)에 대한 불확실성과 종속성은 이 작업에서 고려되지 않습니다.'라고 그들은 씁니다. 그들은 또한 블랙홀 활동이 얼마나 오래 억제될 수 있는지도 모른다고 지적합니다.
은하핵에서 가스를 끌어당기는 예술가의 인상. © 2021 미키 외.
저자에 따르면 이는 미래에 대한 질문입니다. '은하 원반에서 토러스를 향한 가스 유입, 토러스 가스의 자체 중력 및 복사 냉각 과정을 포함하여 더 긴 기간 동안 더 큰 계산 상자로 상세한 시뮬레이션을 활용하는 미래 연구는 이러한 문제를 줄일 것입니다.
불확실성.”
더:
- 보도 자료: 은하가 충돌할 때: 모델은 은하 충돌이 거대한 블랙홀을 굶길 수 있다고 제안합니다.
- 연구 편지: 정면 은하 충돌로 중앙 블랙홀 가스 저장소 파괴
- 오늘의 우주: 다른 은하에서 훔쳐온 별의 흐름