블랙홀 바람은 더 이상 예전 같지 않습니다.

우주의 처음 10억 년 동안 은하 중심에서 초대질량 블랙홀에 의해 부는 바람은 약 130억 년 후인 오늘날의 은하에서 관찰된 것보다 훨씬 더 빈번하고 강력했습니다. 그러한 바람은 너무 강력해서 그것들이 시작된 초대질량 블랙홀의 성장을 늦추었습니다. 이것은 트리에스테에 있는 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소(INAF)의 3명의 연구원이 주도한 연구 결과이며 오늘 네이처 저널에 게재되었습니다 .

 

이 작업은 칠레에 있는 ESO의 파라날 천문대에서 VLT(Very Large Telescope)로 관찰된 30개의 퀘이사 관측을 기반으로 합니다. 퀘이사는 주변 물질을 빨아들이 는 중심 초대질량 블랙홀 의 강렬한 활동으로 인해 멀리 떨어진 은하 의 중심에 있는 매우 밝고 점 같은 광원 입니다. 이 퀘이사의 주은하는 우주의 나이가 5억에서 10억년 사이인 우주 새벽 무렵에 관찰되었습니다.

 

에너지 주입 발견

트리에스테의 INAF 연구원이자 이번 연구의 제1저자인 마누엘라 비셰티(Manuela Bischetti)는 "처음으로 우리는 젊은 우주에서 블랙홀 바람을 나타내는 퀘이사의 비율을 측정했다"고 말했다. "우리와 더 가까운 우주에서 관찰한 것과는 달리, 우리는 젊은 우주에서 블랙홀 바람이 매우 빈번하고 빛의 속도의 17%에 달하는 빠른 속도를 가지며 호스트 은하에 많은 양의 에너지를 주입한다는 것을 발견했습니다. "

 

이 연구에서 관찰된 퀘이사의 약 절반은 블랙홀 바람을 보여주는데, 이는 우주 나이가 약 40억 년이었을 때 더 가까운 우주의 퀘이사에서 알려진 것보다 훨씬 더 빈번하고 20배 더 강력합니다.

공동 저자인 트리에스테의 INAF 연구원인 키아라 페루글리오(Chiara Feruglio)는 "젊은 우주에서 블랙홀 을 관찰 하면 그들이 숙주 은하보다 훨씬 빠르게 성장하는 반면, 지역 우주에서는 블랙홀과 은하가 함께 진화한다는 것을 알고 있습니다"라고 덧붙였습니다. "이것은 우주의 어떤 지점에서 메커니즘이 작용하여 블랙홀 성장을 늦추었음이 틀림없다는 것을 의미합니다. 우리의 관찰을 통해 우리는 우주의 나이가 50억에서 10억 년이었을 때 생성된 블랙홀 바람에서 이 메커니즘을 확인할 수 있었습니다."

 

바람에 의해 주입된 에너지는 따라서 블랙홀에 물질이 추가로 축적되는 것을 막을 수 있었을 것이며, 블랙홀의 성장을 늦추고 블랙홀과 호스트 은하 사이의 "공통 진화" 단계를 시작할 수 있었을 것입니다. "이 연구를 통해 우리는 우주 역사에서 블랙홀 바람의 영향이 중요해지기 시작한 시기를 확인할 수 있었습니다."라고 Bischetti가 덧붙입니다. "이것은 블랙홀과 그 모은하의 성장 초기 단계에 대한 우리의 지식에 큰 영향을 미치며, 첫 번째 은하의 형성을 설명하는 모델에 강력한 제약을 가합니다."

 

완전히 예상치 못한 발견은 약 250시간 동안 관찰한 대규모 ESO 프로그램의 맥락에서 VLT에 설치된 Xshooter 장비의 고품질 데이터 덕분에 가능했습니다.

 

"퀘이사는 초기 우주 에서 관찰할 수 있는 가장 밝은 물체 중 하나 이지만, 거리 때문에 관찰된 크기 측면에서 매우 희미합니다."라고 공동 저자인 트리에스테에 있는 INAF의 Valentina D'Odorico가 설명합니다. 그리고 연구의 기반이 되는 관찰 프로그램의 수석 연구원. "이러한 물체를 관찰하는 데 많은 시간을 투자하고 효율성, 파장 범위 및 분해능 측면에서 X-shooter의 고유한 기능으로 인해 이 흥미로운 결과를 가능하게 하는 매우 우수한 품질의 스펙트럼을 얻을 수 있었습니다."

 

Andrea Ferrara는 "우리는 태양보다 10억 배 더 큰 블랙홀이 빛의 속도의 20%에 해당하는 속도로 이동하는 강력한 바람을 주변 환경으로 보낼 수 있다는 징후를 몇 년 동안 확인했습니다."라고 덧붙였습니다. , Scuola Normale Superiore(SNS) 교수이자 이 연구의 공동 저자입니다. "오늘 우리는 이탈리아의 강한 영향력과 리더십을 가진 팀이 유럽 망원경으로 얻은 데이터 덕분에 이것을 확인했습니다. SNS는 이론적인 해석 측면에서 기여했습니다. 그런 먼 시기에 이러한 장엄한 은하풍의 발견은 "은하가 우리 은하의 탄생과 진화에 막대한 영향을 미치고 아직 탐험되지 않은 영향을 미쳤습니다. 우리는 이 연구를 계속하면서 이러한 질문을 다룰 것입니다."

 

이 프로그램은 원래 이 과학적 목표를 위해 설계된 것이 아니라 초기 우주에서 주로 은하간 가스를 연구하기 위한 것이었습니다. 더 가까운 퀘이사 로부터의 정보에 기초하여 , 그러한 바람은 드문 것으로 생각되었습니다. D'Odorico는 "다행히도 이러한 특징은 고유한 퀘이사 방출을 재구성하는 것을 복잡하게 하기 때문에 우리와 협력한 천문학자들이 이를 원하지 않는다고 말하곤 했습니다. "예기치 않게 우리는 이러한 바람이 젊은 우주 에서 매우 흔하다는 것을 발견했고 , 이는 우리의 분석을 복잡하게 했지만 매우 중요한 결과를 발견할 수 있는 기회를 제공했습니다."