은하계에서 가장 빠른 별 발견

은하계에서 가장 빠른 별이 발견되었습니다. 유럽 ​​남방 천문대 (ESO)의 과학자들은 11 일 천체 물리학 저널에 별이 빛의 속도의 8 %로 움직이는 것을 발견했다고보고했습니다. 별은 은하 중심의 초 거대 블랙홀을 엄청난 속도로 공전합니다.

수십 개의 별이 은하 중심에서 Sgr A * (녹색 X)를 빠르게 공전하고 있습니다. © Florian Peissker / NASA

우리 은하의 중심에는 태양 질량의 약 400 만 배인 초거성 블랙홀 ‘Sagittarius A * (Sgr A *)’가 있습니다. 천문학 자들은 30 년 전에 Sgr A * 주위를 빠르게 공전하는 수많은 별을 발견했습니다. 이 별은 ‘S-Stars’로 분류되며 일부는 블랙홀에 매우 가까워 찾기가 매우 어렵습니다.

올해 1 월, 쾰른 대학의 플로리안 파이 스커 (Florian Peissker)가 이끄는 연구팀은 별 ‘S62’의 최대 속도가 빛의 속도의 약 6.7 %라는 것을 밝혔다. 이전 기록은 ‘S2’의 빛 속도의 약 2.6 % 였지만 S62는 두 배 이상 빠르다.

이 연구는 또한 같은 연구팀에 의해 수행되었습니다. 5 개의 별을 추가로 조사한 결과 ‘S4714’는 광속의 약 8 % 인 초당 24,000km의 속도로 움직이는 것을 확인했습니다. 이것은 지구에서 달까지 16 초만에 갈 수있는 속도입니다.

큰 궤도 이심률은 초고속의 비결입니다

블랙홀을 너무 가깝게 공전하는 별은 강한 중력에 의해 분해되거나 사건의 지평선으로 흡수 될 가능성이 있습니다. Sgr A * 주변의 S 별은 상대적으로 큰 궤도 이심률을 가지므로 블랙홀에 잠시 가깝습니다. 덕분에 그는 죽음의 문턱에 살고 있습니다.

S2는 궤도 주변에서 속도가 빠르기 때문에 적색 편이를 확인할 수있다. © ESO / M. Kornmesser

타원 궤도에서 궤도를 도는 천체는 궤도 주변에 도달 할 때 최대 궤도 속도에 도달합니다. 그리고 중력 원에 가까울수록 중력이 강할수록 빠릅니다.

수년 동안 은하계에서 가장 빠른 별이라고 불리는 S2는 블랙홀 주위를 공전하는 데 16 년이 걸리고 주변을 통과하기 직전에 7700km / s까지 가속합니다. 또한 이심률 (e = 0.885)은 매우 크고 긴 타원형 궤도를 중심으로 회전합니다. 궤도 이심률이 0이면 완전한 원형 궤도가되고, 증가함에 따라 평평한 타원 궤도를 그립니다.

Schwarzschild 세차를하는 S2의 상상. © ESO / L. Calçada

S62는 지금까지 발견 된 궤도 S 별 중 가장 빠르고 가장 짧은 것으로 알려져 있습니다. S62는 궤도주기가 9.9 년이고 블랙홀의 주변은 24 억 km에 불과하여 태양에서 천왕성까지의 거리보다 더 가깝습니다. 편심 (e = 0.976)도 매우 크며 화살촉처럼 날카로운 타원 궤도를 중심으로 회전합니다.

‘S62’의 두 기록이 모두 깨졌습니다.

이 연구는 S62의 두 기록을 모두 깨뜨 렸습니다. Peisker 연구팀은 ESO가 칠레에 설치 한 ‘VLT’에서 12 년 동안 관측 한 결과를 분석하여 ‘S4711 ~ S4715’라는 5 개의 새로운 S 별을 식별했습니다. 그중 ‘S4711’은 7.6 년의 공전주기를, ‘S4714’는 광속의 최대 속도 8 %를 기록했다.

Sgr A * (좌표계의 원점)에 가까운 S 별의 궤도. © Florian Peissker et al.

S4714의 궤도주기는 12 년으로 S62 또는 S4711보다 약간 더 깁니다. 그러나 궤도 이심률은 0.985이고 블랙홀의 주변은 19 억 km에 불과하여 S 별 중에서 가장 큰 편심 률과 가장 짧은 근접 거리를 가지고 있습니다. 이것이 엄청난 속도를 설명하는 이유입니다.

아인슈타인의 이론 증명에 기여

연구팀은 S 별의 이상한 움직임이 단순히 호기심의 대상이 아니라는 것을 밝혔다. 최근에는 S2 별이 아인슈타인의 이론을 테스트하는데도 사용되었습니다. Max Planck Institute의 한 팀은 S2의 궤도가 일반 상대성 이론과 정확히 일치한다는 것을 발견했습니다.

페이스 커 연구원은이 일을 7 년 동안 해왔다고 말했다. “이러한 유형의 별을 연구하는 것은 블랙홀의 삼키는 과정의 상호 작용을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.”

그러나 S 별 발견에 큰 역할을했던 VLT의 ‘SINFONI’근적외선 분광기는 현재 포기되어 당분간 새로운 데이터를 얻기가 어렵다. 앞으로는 차세대 초 거대 망원경이 완성되어야 더 많은 별이 발견 될 것으로 예상된다.

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