천문학자들은 NASA와 유럽 우주국의 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 초거대 블랙홀이 새로운 별을 형성하는 데 필요한 연료를 모은하에서 빼앗을 수 있음을 확인했습니다. 결과 잡지에 실렸어요 자연 천문학.

캠브리지 대학이 공동으로 이끄는 국제 팀은 웹 망원경을 사용하여 빅뱅 이후 약 20억 년 후 초기 우주에서 대략 은하수 크기의 은하계를 관찰했습니다. 대부분의 큰 은하와 마찬가지로 중심에 초대질량 블랙홀이 있습니다. 그러나 이 은하계는 본질적으로 “죽은” 은하계입니다. 새로운 별의 형성이 대부분 중단되었습니다.

이번 연구의 공동 저자인 캠브리지 카블리 우주론 연구소의 프란체스코 디유제니오(Francesco DiEugenio) 박사는 다음과 같이 말했습니다. “이전 관측에 따르면 우리는 이 은하는 소멸된 상태에 있다는 것을 알았습니다. 크기 때문에 많은 별을 형성하지 않고 있으며, 우리는 블랙홀과 그 형성의 종말 사이의 연결을 기대합니다.”

“그러나 웹 망원경이 출현할 때까지 우리는 이 은하계를 충분히 자세히 연구하여 이 연관성을 확인할 수 없었으며, 이 소멸 상태가 일시적인지 영구적인지는 아직 알 수 없습니다.”

공식적으로 GS-10578로 명명된 이 은하는 자세히 관찰하기로 결정한 동료의 이름을 따서 “파블로 은하”라고 불렸습니다. 이 은하의 총 질량은 우리 태양 질량의 약 2000억 배에 달합니다. 그리고 그 별의 대부분은 125억년에서 115억년 전 사이에 형성되었습니다.

연구 공동저자인 카블리 우주론 연구소의 로베르토 마이올리노 교수는 “초기 우주에서는 대부분의 은하계가 많은 별을 형성하고 있었기 때문에 이 시기에 이렇게 거대한 죽은 은하계를 보는 것은 흥미롭다”고 말했다. “이렇게 거대한 크기에 도달할 만큼 충분한 시간이 있었습니다. 별 형성을 멈추는 과정은 상대적으로 빠르게 일어날 가능성이 높습니다.”

연구원들은 웹 망원경을 사용하여 이 은하가 은하의 중력을 벗어날 수 있을 만큼 빠른 초당 최대 약 1,000km의 속도로 대량의 가스를 방출하고 있음을 발견했습니다. 블랙홀은 이러한 빠른 바람을 은하계 밖으로 밀어냅니다.

블랙홀이 모여 있는 다른 은하들과 마찬가지로 파블로 은하는 뜨거운 가스의 빠른 바람을 가지고 있지만 이 가스 구름은 얇고 질량이 낮습니다. Webb은 이전 망원경으로는 볼 수 없었던 바람의 새로운 구성 요소를 발견했습니다. 이 가스는 더 차가워서 밀도가 더 높고, 가장 중요한 것은 빛을 방출하지 않는다는 것입니다. 뛰어난 감도를 갖춘 웹 천문대는 이러한 어두운 가스 구름을 볼 수 있는데, 그 이유는 가스 구름이 그 뒤에 있는 은하계에서 나오는 빛의 일부를 차단하기 때문입니다.

은하계에서 방출되는 가스의 질량은 은하계가 계속해서 새로운 별을 형성하는 데 필요한 것보다 더 큽니다. 기본적으로 블랙홀은 은하계를 굶어 죽게 만듭니다.

“우리는 범인을 찾았습니다. 블랙홀은 은하계가 새로운 별을 형성하는 데 필요한 ‘음식’의 원천을 차단함으로써 이 은하계를 죽이고 비활성 상태로 유지하고 있습니다.”라고 DiEugenio는 말했습니다.

이전 이론적 모델에서는 블랙홀이 은하에 이러한 영향을 미칠 것이라고 예측했지만 Webb 이전에는 이 효과를 직접적으로 감지할 수 없었습니다.

이전 모델에서는 별 형성이 끝나면 은하에 격렬하고 격동적인 영향을 미치며 그 과정에서 은하의 모양이 파괴될 것이라고 예측했습니다. 그러나 이 원반 모양 은하계의 별들은 여전히 ​​질서정연하게 움직이고 있는데, 이는 이것이 항상 그런 것은 아니라는 것을 시사합니다.

“우리는 블랙홀이 은하계에 막대한 영향을 미치고 일반적으로 별 형성을 멈출 수도 있다는 것을 알고 있었지만 웹 망원경이 출현하기 전까지는 이를 직접 확인할 수 없었습니다.”라고 Maiolino는 말했습니다. “이것은 웹 망원경이 초기 우주를 연구하는 능력과 그것이 어떻게 진화했는지에 대한 우리의 능력 측면에서 큰 도약을 이루는 또 다른 방법입니다.”

은하계에서 가장 차갑고 어두운 가스 구성 요소를 표적으로 삼는 ALMA(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)를 사용한 새로운 관측을 통해 이 은하계에 여전히 숨겨진 별 형성 연료가 있는지 여부와 어디에 있는지, 그리고 구멍의 영향은 은하계 주변 지역에 엄청난 암흑이 될 수 있습니다.