미 항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경 관측 데이터를 분석하던 국제 천문학 연구팀이 경이로운 천체물리학적 발견을 이뤄냈습니다. 거대 타원 은하 메시에 87(M87*) 중심의 초거대 질량 블랙홀에서 뿜어져 나오는 3,000광년 길이의 상대론적 플라스마 제트가 그 경로에 위치한 쌍성계들에서 격렬한 열핵융합 폭발인 '고전 신성(Nova)'을 적극적으로 유발하고 있다는 사실이 규명되었습니다.

미국 스탠퍼드 대학교 연구진이 '천체물리학 저널 레터스'에 발표한 논문에 따르면, M87 제트의 좁은 궤적을 따라 일어나는 신성 폭발 빈도는 은하 내 다른 항성 구역에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타났습니다.

광속에 가까운 플라스마 제트 궤적을 따라 확인된 이상 통계

고전 신성은 백색왜성이 가까운 동반성으로부터 수소 가스를 흡수하여 표면에 응축시킨 뒤, 임계점에 도달했을 때 표면 전체에서 폭주하는 핵융합 반응을 일으키며 엄청난 섬광을 내뿜는 현상입니다.

연구진이 9개월에 걸친 허블의 고해상도 자외선 관측 자료를 분석하여 M87 은하 내 135건의 신성 폭발을 추적한 결과, 플라스마 제트의 진행 방향과 정확히 일치하는 비정상적인 폭발 밀집 현상이 포착되었습니다.

“제트가 주변으로 진입하는 항성계들에 무언가 강력한 작용을 가하고 있습니다. 블랙홀 제트가 항성의 폭발을 자극하는 것을 목격한 것은 사상 처음입니다.”

블랙홀 제트가 항성 열핵융합 분출을 유발하는 물리적 메커니즘

이러한 현상의 원인으로는 제트가 방출하는 강력한 복사압이나 플라스마 충격파가 동반성의 외피 가스를 밀어내어 백색왜성으로의 물질 유입 속도를 비정상적으로 가속하기 때문이라는 가설이 유력하게 제기되고 있습니다.

이번 연구는 초거대 질량 블랙홀이 물질을 집어삼키는 파괴적인 역할에 그치지 않고, 은하 전체에 걸쳐 개별 별들의 수명과 진화 과정을 근본적으로 뒤흔드는 능동적 매개체임을 입증한 기념비적 성과로 평가받습니다.

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