국제 과학자 팀이 천문학에서 전례 없는 현상을 방금 기록했습니다. 은하 J0148-4214에서 완전히 활동하는 세 개의 초대질량 블랙홀이 동시에 존재하는 것입니다. 제임스 웹 우주망원경의 극도로 높은 감도로 가능해진 역사적 기록은 빅뱅 이후 불과 13억년 뒤, 우주 나이가 현재의 10%도 안 되는 시점임을 보여준다. 빛이 우리 장비에 도달하기까지 125억년의 여행을 거쳐야 했기 때문에 이번 발견은 우주 초기에 거대한 구조물의 형성 속도에 대해 알려진 것에 혁명을 일으켰습니다.

이 사건을 매우 특이하게 만드는 것은 동일한 은하 환경 내에서 완전히 다른 차원과 위치를 가진 세 명의 물질 먹는 사람이 있다는 사실입니다. 주요 쌍은 단지 620광년 거리만큼 떨어져 있는 성계의 중앙 지역에 거주하고 있는 반면, 세 번째 성원은 핵으로부터 5,500광년 떨어진 더 먼 가장자리에서 공전하고 있습니다. 현재까지 과학계는 이 거인들이 격변적인 사건으로 충돌하게 될지, 아니면 고립된 경로를 따를지 예측하는 방법을 알지 못합니다.

적외선 기술을 통해 우주 거인 주변의 가스 지도를 그리는 것이 가능해졌습니다.

중요한 세부 사항은 초거대체가 제임스 웹 우주 망원경의 렌즈에 밝은 점으로 나타나지 않았다는 점입니다. 그 이유는 초거대체의 극도의 중력으로 인해 빛이 빠져나가는 것을 방해하기 때문입니다. 감지는 각 특이점 주위에서 매우 빠른 속도로 회전하는 이온화된 수소 가스 구름의 광란적인 변위와 열 신호를 추적하는 통합 현장 장비인 근적외선 분광기(NIRSpec) 덕분에 가능했습니다.

막스 플랑크 외계 물리학 연구소의 연구원이자 조사 코디네이터인 Hannah Übler에 따르면, 이것은 먼 우주에 있는 단일 은하 구조에서 작동하는 활성 삼중 시스템의 첫 번째 입증된 사례입니다. J0148-4214의 역학에 대한 모든 기술 데이터와 분석은 최근 권위 있는 과학 저널인 Astronomy & Asphysics의 페이지에 게재된 기사에서 강조되었습니다.

극도의 질량 차이는 은하 J0148-4214에 위치한 트리오를 나타냅니다.

이 희귀한 우주 그룹의 각 구성 요소는 고유한 특성과 매우 특별한 수준의 탐욕을 나타냅니다.

• 중심 거인: 셋 중 가장 큰 것은 성계의 핵심을 지배하고 우리 태양의 8천만 배에 해당하는 거대한 질량을 집중시킵니다.
• 가속 포식자: 더 큰 이웃으로부터 620광년 떨어진 곳에 위치한 이 천체는 태양 질량이 60만 개로 가장 가볍습니다. 그것은 에딩턴 한계(이론적으로 방출된 방사선의 압력이 가스를 밀어내고 성장을 늦추는 물리적 경계)인 에딩턴 한계를 초과할 정도로 열광적인 속도로 물질을 삼켜버립니다. 이는 천문학자들이 장기간 지속 불가능하다고 간주하는 것입니다.
• 주변 여행자: 중심에서 5,500광년 떨어져 있으며, 세 번째 구성원은 약 200만 태양 질량을 가지고 있습니다. 규모에 대한 아이디어를 제공하자면, 우리 은하계의 중심을 지배하는 블랙홀인 궁수자리 A* 크기의 정확히 절반입니다.

막스 플랑크 외계 물리학 연구소의 전문가인 Giovanni Mazzolari는 J0148-4214의 전체 구조가 13억 태양의 항성 무게를 가지고 있음을 강조했습니다. 이 시나리오에서는 세 가지 물질포식자가 시스템에 포함된 전체 질량의 놀라울 정도로 높은 부분을 차지합니다.

은하 간의 충돌은 태초의 급속한 성장을 설명합니다.

천체 물리학 팀의 주요 가설은 가장 멀리 떨어져 있는 구성원, 심지어 중심을 공전하는 가장 작은 구성원도 그곳에서 태어난 것이 아니라 과거에 격렬한 은하 합병 중에 포착되었다는 것입니다. 이러한 우주 식인 풍습의 과정은 우주가 아직 초기 단계에 있었을 때 이러한 중력 이상 현상이 어떻게 그토록 큰 비중을 차지했는지에 대한 귀중한 단서를 제공합니다.

이번 연구에 공동으로 참여한 캠브리지 대학의 로베르토 마이올리노(Roberto Maiolino) 교수는 우주 거인 간의 충돌이 이러한 원시 구조의 진화 가속화를 위한 효율적인 지름길로 작용한다고 설명합니다. 이 발견은 거대한 질량의 그룹화가 초기에는 흔했고, 차세대 망원경이 포착하려고 시도할 시공간 구조에 교란을 일으켰다는 논제를 강화합니다.

새총 효과로 세 번째 구성원을 깊은 우주로 추방할 수 있음

이제 연구자들의 흥미를 끄는 가장 큰 수수께끼는 200만 개의 태양 질량체의 운동 벡터입니다. 그것이 핵을 향해 떨어질 것인가, 아니면 은하계를 탈출할 것인가? 이 동적 딜레마에 대한 답은 다중 궤도의 불안정성을 설명하는 물리학 개념인 고전적이고 혼란스러운 삼체 문제에 있을 수 있습니다.

시뮬레이션에 따르면, 8천만 개의 태양이라는 괴물의 경로를 건너기 전에 두 개의 작은 블랙홀이 쌍성계를 형성했을 가능성이 높습니다. 이 격동적인 만남 동안 중앙 거인은 더 가벼운 몸체를 납치하고 순수한 에너지 보존을 통해 중간 크기의 물체를 극도의 힘으로 던졌을 것입니다. 궁수자리 A*에 너무 가까이 다가간 한 쌍의 별은 결국 해체되어 한 별은 삼켜지고 다른 별은 초고속 발사체로 방출되는 은하수에서도 유사한 역학이 발생합니다.

현재 장비로는 여전히 J0148-4214의 세 번째 구성요소의 정확한 3차원 궤적을 정확히 찾아낼 수 없기 때문에 최종 목적지는 아직 열려 있습니다. 과학자들은 그것이 삼중 충돌을 위해 U턴을 할 것인지, 아니면 은하계 공간의 어둠을 헤매며 영원히 추방될 것인지를 알아보기 위해 추가 측정을 기다리고 있습니다.

합병 에코를 포착하려면 새로운 우주 관측소가 필요합니다.

이 구경의 중력 괴물이 마침내 합쳐지면 매우 낮은 주파수와 거대한 파장의 중력파를 방출합니다. 불행하게도 오늘날 작동하는 LIGO, Virgo, KAGRA와 같은 지상 기반 감지기는 소규모 이벤트에 맞게 보정되었으며 초대형 블랙홀에서 생성된 진동을 들을 수 있는 감도가 없습니다.

이러한 기술적 격차를 메우기 위한 희망은 미래의 LISA(Laser Interferometer Space Antenna) 임무에 있습니다. 이 혁신적인 프로젝트는 인상적인 250만 킬로미터 떨어져 있는 삼각형 모양의 레이저로 연결된 3개의 위성을 사용하여 우주에서 직접 작동됩니다. 이 거대 관측소가 작동하게 되면 머나먼 우주에서 거인의 충돌을 추적하고 현재 발견으로 제기된 이론을 확인하는 결정적인 열쇠가 될 것입니다.