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NGC 4151

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목차

1. 개요

NGC 4151은 1970년 우후루 엑스선 관측선에 의해 처음 엑스선 방출이 감지되었으나, 초기 관측 오차로 인해 도마뱀자리 BL 천체의 신호일 가능성도 제기되었다. 이후 HEAO 1 위성이 NGC 4151 중심부에서 엑스선 천체를 발견하며 엑스선 방출원임을 확인했다. 유럽우주국의 XMM-뉴턴 위성은 블랙홀 엑스선 방출 변화와 강착 원반 반응 간 시간 지연을 관측하여 블랙홀 주변 환경에 대한 정보를 제공했으며, 허블 우주 망원경은 중심 블랙홀 주변의 광학 및 자외선 이미지를 제공했다. NGC 4151의 엑스선 방출을 설명하는 주요 이론으로는, 블랙홀로 떨어지는 물질의 강력한 방출선이 원자에서 전자를 제거하고 재결합하며 엑스선을 방출한다는 가설과, 강착 원반에서 방출된 에너지가 기체를 가열하여 엑스선을 방출한다는 가설이 있다.

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NGC 4151
기본 정보
레먼 산 천문대의 0.8m 슐만 망원경으로 촬영한 NGC 4151
레먼 산 천문대의 0.8m 슐만 망원경으로 촬영한 NGC 4151
별자리사냥개자리
거리6200만 광년 (1900만 파섹)
적색 편이0.003262
시선 속도995 ± 3 km/s
겉보기 등급11.5
시직경6.3' × 4.5'
다른 이름UGC 7166, PGC 38739, 2MASS J12103258+3924210
형태(R')SAB(rs)ab, Sy1
위치 정보
추가 정보
참고 자료"'Eye of Sauron' Provides New Way of Measuring Distances to Galaxies" W. M. Keck Observatory. 2014년 11월 27일 확인. 2014년 11월 26일.
참고 문헌C. K. Seyfert, "Nuclear Emission in Spiral Nebulae," Astrophysical Journal, 97 (1943): 28-40.
참고 논문Bon, E., Jovanović, P., Marziani, P., Shapovalova, A. I., Bon, N., Borka Jovanović, V., Borka, D., Sulentic, J., & Popović, L. Č. (2012). The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole. The Astrophysical Journal, 759(2), 118-125.
참고 자료NGC 4151: An Active Black Hole in the "Eye of Sauron" Chandra X-ray Center. 2011년 3월 10일.

2. 엑스선 관측

NGC 4151에서 방출되는 엑스선은 블랙홀 주변의 강착원반에서 발생하는 것으로 추정되며, 이 천체의 활동성을 연구하는 데 중요한 단서를 제공한다. 엑스선 방출을 설명하는 두 가지 가설은 다음과 같다.[33][14][23]


  • 약 25,000년 전 중앙의 블랙홀로 물질이 떨어지면서 방출된 복사선이 주변 가스의 원자에서 전자를 떼어내 이온화시켰고, 이후 전자가 이온화된 원자와 재결합하면서 엑스선을 방출한다.
  • 강착원반에서 블랙홀로 떨어지는 물질이 방출한 에너지가 원반 바깥으로 기체를 대량으로 밀어냈고, 이 과정에서 기체가 엑스선을 방출할 수 있는 온도까지 가열되었다.

2. 1. 초기 관측

NGC 4151에서 엑스선 방출은 1970년 12월 24일 우후루 엑스선 관측 위성이 처음 감지했는데,[31] 이 때 관측 오차 범위는 0.56 제곱도였으며, 따라서 도마뱀자리 BL 천체 1E 1207.9 +3945의 신호가 감지되었을 가능성도 있다. 이후 HEAO 1이 NGC 4151에서 엑스선 천체 1H 1210+393을 발견했으며,[32] 이 천체는 은하의 중심 부근에 위치했다.[31]

2. 2. 추가 관측

유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 인공위성이 NGC 4151에서 엑스선의 긴 방출을 발견했다. 블랙홀의 엑스선 방출에 변화가 생기면, 강착 원반에는 약 30분 후에 변화가 생긴다.


유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 인공위성은 NGC 4151에서 블랙홀의 엑스선 방출 변화와 강착 원반의 반응 사이의 시간 지연(약 30분)을 관측하여, 블랙홀 주변 환경에 대한 중요한 정보를 제공했다.[14][23]

허블 우주 망원경(HST)의 WFC3 장비로 촬영한 NGC 4151.


NGC 4151 중심 블랙홀의 광학 및 자외선 이미지


허블 우주 망원경(HST)은 NGC 4151의 중심 블랙홀 주변을 고해상도로 촬영하여 광학 및 자외선 이미지를 제공했다.

3. 엑스선 방출 원인

NGC 4151에서 나오는 엑스선은 1970년 12월 24일 우후루 엑스선 관측 위성이 처음으로 발견한 것으로 추정된다.[31] 그러나 관측 오차 범위가 0.56 제곱도에 달해, 도마뱀자리 BL 천체 1E 1207.9 +3945의 신호가 감지되었을 가능성도 있다. 이후 HEAO 1이 NGC 4151에서 엑스선 천체 1H 1210+393을 발견했으며,[32] 이 천체는 은하 중심 부근에 있었다.[31]

엑스선 방출 원인을 설명하기 위해 현재 두 가지 가설이 제시되고 있다.[33]


  • 첫 번째는 이온화 가스 재결합 모델이다.
  • 두 번째는 강착 원반 가열 모델이다.

3. 1. 이온화 가스 재결합 모델

약 25,000년 전, NGC 4151 중심에 있는 블랙홀로 물질이 떨어지면서 매우 강력한 복사 에너지를 방출했다. 이로 인해 주변 가스에 있던 원자에서 전자가 떨어져 나가 이온화되었다. 이후 이온화된 원자와 전자가 다시 결합하면서 엑스선을 방출하게 되었다는 이론이 있다.[33][14][23]

3. 2. 강착 원반 가열 모델

강착 원반에서 블랙홀로 떨어지는 물질이 방출한 에너지로 인해 원반 표면의 가스가 엑스선을 방출할 수 있는 온도까지 가열되어 엑스선을 방출한다는 이론이 제시되었다.[14] 이 이론은 원반에서 기체가 대량으로 유출되는 현상을 설명한다.

참조

[1] 웹사이트 Results for NGC 4151 http://nedwww.ipac.c[...] NASA/IPAC Extragalactic Database 2007-03-27
[2] 웹사이트 NGC 4151 2014-06-06
[3] 논문 The Cepheid Distance to the Seyfert 1 Galaxy NGC 4151
[4] 웹사이트 'Eye of Sauron' Provides New Way of Measuring Distances to Galaxies http://www.keckobser[...] W. M. Keck Observatory 2014-11-27
[5] 논문 Nuclear Emission in Spiral Nebulae 1943
[6] 웹사이트 NGC 4151: An active black hole in the "Eye of Sauron" http://www.astronomy[...] Astronomy magazine 2011-03-14
[7] 논문 The Black Hole Mass of NGC 4151 from Stellar Dynamical Modeling
[8] 논문 The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole 2012
[9] 웹사이트 NGC 4151: An Active Black Hole in the "Eye of Sauron" http://chandra.harva[...] Chandra X-ray Center 2011-03-10
[10] 문서 Transient Name Server entry for SN 2018aoq. https://www.wis-tns.[...] 2023-01-05
[11] 논문 Type II-P Supernova SN 2018aoq in NGC 4151: Light Curves, Models, and Distance https://doi.org/10.1[...] 2021
[12] 논문 Detection of X-Rays from the Seyfert Galaxies NGC 1275 and NGC 4151 by the UHURU Satellite 1971-04
[13] 논문 The HEAO A-1 X-ray source catalog 1984-12
[14] 웹사이트 The 'Eye of Sauron' http://www.nasa.gov/[...] NASA 2011-03-14
[15] 웹사이트 Results for NGC 4151 https://ned.ipac.cal[...] NASA/IPAC Extragalactic Database 2019-09-19
[16] 웹사이트 NGC 4151 https://simbad.u-str[...] 2014-06-06
[17] 웹사이트 ‘Eye of Sauron’ Provides New Way of Measuring Distances to Galaxies http://www.keckobser[...] W. M. Keck Observatory 2014-11-26
[18] 논문 Nuclear Emission in Spiral Nebulae 1943
[19] 논문 The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole 2012
[20] 문서 「[[サウロン]]の目」を意味する
[21] 논문 Detection of X-Rays from the Seyfert Galaxies NGC 1275 and NGC 4151 by the UHURU Satellite 1971-04
[22] 논문 The HEAO A-1 X-ray source catalog 1984-12
[23] 웹사이트 The 'Eye of Sauron' http://www.nasa.gov/[...] NASA 2019-09-19
[24] 웹인용 Results for NGC 4151 http://nedwww.ipac.c[...] NASA/IPAC Extragalactic Database 2007-03-27
[25] 웹사이트 NGC 4151 2014-06-06
[26] 웹인용 'Eye of Sauron' Provides New Way of Measuring Distances to Galaxies http://www.keckobser[...] W. M. Keck Observatory 2014-11-27
[27] 논문 Nuclear Emission in Spiral Nebulae 1943
[28] 웹인용 NGC 4151: An active black hole in the "Eye of Sauron" http://www.astronomy[...] Astronomy magazine 2011-03-14
[29] 논문 The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole https://iopscience.i[...] 2012-10-26
[30] 웹인용 NGC 4151: An Active Black Hole in the "Eye of Sauron" http://chandra.harva[...] Chandra X-ray Center 2011-03-10
[31] 논문 Detection of X-Rays from the Seyfert Galaxies NGC 1275 and NGC 4151 by the UHURU Satellite 1971-04
[32] 논문 The HEAO A-1 X-ray source catalog 1984-12
[33] 웹사이트 The 'Eye of Sauron' http://www.nasa.gov/[...] NASA 2011-03-14


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