블랙홀의 제트 분출 시점, 공통 규칙으로 설명할 수도

천문학자들이 초대질량 블랙홀이 훨씬 작은 블랙홀에서도 관찰되는 조건에서 강력한 제트를 분출한다는 증거를 발견했다. 이 발견은 블랙홀이 별을 찢어놓은 뒤 수년이 지나서야 일부 분출 현상이 나타나는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.

연구진은 별이 초대질량 블랙홀에 너무 가까이 접근해 중력에 의해 찢어지는 현상을 연구했다. 이러한 사건은 변화를 빠르게 관찰할 드문 기회를 제공한다. 보통 수천 년이나 수백만 년에 걸쳐 일어날 변화가 블랙홀이 잔해를 삼키는 동안 불과 몇 년에 걸쳐 펼쳐지기 때문이다. 연구팀은 이런 현상 20건의 관측 자료를 수집했으며, 그중 10건은 물질 유입률과 제트 활동을 신뢰성 있게 비교할 만큼 충분한 정보를 제공했다.

분석에서는 제트와 관련된 두 단계가 확인됐다. 하나는 초기에 물질이 급격히 유입되는 시기다. 다른 하나는 수년 뒤 물질 공급이 에딩턴 한계의 약 2%까지 줄었을 때 나타날 수 있다. 이 한계는 복사에 의해 바깥쪽으로 작용하는 압력이 안쪽으로 끌어당기는 중력에 맞설 수 있는 기준점이다. 중요한 점은 항성질량 블랙홀에서도 이미 유사한 임계값이 알려져 있다는 것으로, 크기가 크게 다른 천체들을 동일한 기본 물리 법칙이 지배할 가능성을 시사한다.

Nature Astronomy에 발표된 이번 연구는 이러한 분출을 예측할 유망한 방법을 제시한다. 더 많은 천체에서 확인된다면, 이 패턴은 천문학자들이 제트가 나타나는 순간을 포착하도록 망원경 관측 시점을 정하는 데 도움이 될 수 있다.