회전하는 은하의 중심에있는 은하 핵이 2개 존재하는 은하의 사진이 허블 우주 망원경과 W. M. 켁 천문대에 의해 촬영되었다. 이것은 은하와 은하가 충돌 합체할 때 발생하는 현상으로, 2개의 은하핵의 존재에 의해 두 개의 블랙홀이 빠르게 성장하고 있는 모습이 관측되고 있다.
우주에서는 은하와 은하의 충돌은 자주 일어나는 것. 은하끼리 충돌이 발생하면, 블랙홀은 엄청난 에너지를 중력파로 방출하고, 연구자는 이 중력파의 관측에 성공. 발생 초기 우주에서는 이러한 충돌이 자주 발생하기 때문에, 이러한 "핵을 2개 가진 은하"도 더 자주 발생하는 것이라고 볼 수 있다.
또한, 이번 연구 결과에 따라, 우리 은하가 안드로메다 은하와 충돌했을 때에도 비슷한 일이 일어날 가능성이 나타난 것. "은하를 충돌시키는 컴퓨터 시뮬레이션에서 충돌 합체의 마지막 단계는 블랙홀이 빠르게 성장하는 것으로 나타났다고.
2개의 블랙홀이 간섭하는 이 시기에, 우리의 관측 결과와 동일한 것을 볼 수 있을 것"이라고 연구팀 중 하나 인 플로리다 대학의 Laura Blecha 씨는 말하고 있다. Blecha 씨는 "충돌 합체가 진행됨에 따라 블랙홀의 성장 속도가 빨라진다는 사실은 블랙홀이 어떻게 거대화되었는지 이해하는데에 도움이 됩니다"라고 말한다.
2개의 은하가 합체하는 과정은 매우 느리고, 10억 년 이상을 필요로한다고 생각되고 있다. 그리고 최종 합체 전에 많은 가스와 먼지가 나온다는 것. 분출 된 물질은 합체 은하의 중심 주위를 두꺼운 커튼 모양으로 덮고 있다. 이때 일부 물질은 블랙홀로 떨어지는데, 블랙홀은 이들을 연료로 사용 성장을 계속 가속화시킨다.
블랙홀의 급속한 성장은 충돌 합체가 일어난 최후의 100만년 ~ 200만년에 일어난다고 생각되고 있으며, 연구자들이 포착 한 사진은 이 단계의 은하에 해당한다. 이 두 블랙홀은 거리 3,000광년 밖에 떨어지지 않았다는.
접근하는 2개의 은하 핵을 찾기는 쉽지 않다. 지금까지 발견 된 은하의 충돌 합체는, 블랙홀 충돌의 초기 단계의 것이 대부분이었다. 은하끼리의 충돌은 가스와 먼지에 의한 두꺼운 커튼으로 덮여있기 때문에 발견이 어렵다. 이번 연구팀은 적외선을 사용한 고해상도의 관찰을 실시한 것으로, 이 커튼 너머에있는 합체 은하 핵의 위치를 특정했던것이 가능했다.
연구팀은 먼저, 지난 10년 동안의 감마선 폭발 관측 위성(BAT)의 X선 데이터를 몽땅 조사하고 활발하고 시각적으로는 멍한 블랙홀을 찾았다. 블랙홀 주위의 가스는 X선을 내고있어 X선 밝기로 어느정도의 속도로 블랙홀이 성장하고 있는지를 알 수 있다고 한다. 연구를 시작한 처음에는 정말 숨겨진 "충돌하는 은하"가 발견 할 수 있을지 몰랐다고 하지만, 컴퓨터 시뮬레이션 결과로 두꺼운 커튼으로 덮힌 은하의 존재 가능성이 제시되었다라고 한다.
연구진은 허블의 아카이브를 정성스럽게 조사하여, X선 데이터를 나타내는 "충돌하는 은하"를 특정. W. M. 켁 천문대 시스템을 사용하여 관측을 실시했다. 이번 연구에서는 X선 데이터를 사용하여 "커튼"을 제거한 것으로, 지금까지 이상으로 광범위하게 관측 한 것이 성공으로 이어진 열쇠였던 것 같다.
또한 발견 된 2개의 은하는 앞으로 수백만 년 동안 충돌을 완료하고, 거대한 중력파를 낳을 것으로 기대하고 있다.
