제트(영어: jet)는 천문학에서 자주 보이는 현상으로, 밀집천체의 회전축을 따라 방출되는 물질의 흐름이다. 보통 강착원반의 동역학적 상호 작용에 의해 발생한다.
물질이 빛의 속도에 가까운 속도로 방출된다면, 이러한 제트는 상대론적 제트로 불리게 된다. 매우 거대한 제트는 퀘이사나 전파은하와 같은 활동은하에서 보인다. 보통 제트를 포함하는 다른 계로는 격변변광성, X-선쌍성, 황소자리 T형 별이 있다. 허빅-아로 천체는 성간매질과의 상호작용에 의해 발생한다. 또한 쌍극분출 또는 제트는 원시별(형성 중인 어린 별)이나,[1] 진화한 후-AGB 별(보통 쌍극성운의 형태)과도 연관되어 있다.
제트가 어떻게 형성되고 추진되는지는 현재까지 물리학자들에게 대개 미스테리로 남아있지만, 이 출력에 관해 가장 흔히 제시되는 두가지 주요 근원은 블랙홀과 같은 중심천체와 강착원반이다. 많은 항성천체를 둘러싸는 강착원반은 제트를 형성할 수 있다. 블랙홀 주변의 것들은 매우 빠르고 활동적이긴 해도 말이다. 이는 제트의 속도가 중심천체의 탈출속도와 거의 같은 속도이기 때문이다. 제트의 속도는 강착중인 블랙홀 근처에서 거의 빛의 속도인데 비해, 원시별의 제트는 훨씬 느리다.
강착원반이 어떻게 제트를 형성하는지는 정확히 알려져 있지 않지만, 꼬여있는 자기장이 양극방향으로 시준하면서 발생하는 것으로 여겨지고 있다.
또한 드 라발 노즐의 유체역학은 수반된 메커니즘에 관해 실마리를 제공할 수 있을지도 모른다.
제트가 어떻게 형성되는지 탐사하는 가장 좋은 방법 중 하나는 직접적으로 관측할 수 있는 반경에서 제트의 조성을 측정하는 것이다. 예를 들어, 제트가 강착원반에서 기원했다면 구성 플라스마는 전자-이온 조성과 같을 것이다.
반대로 블랙홀에서 기원했다면 완전히 전자-양전자 조성과 같을 것이다. 또, 플라스마는 분석에 도움을 주는 X-선과 전파 같은 다양한 형태의 복사를 방출한다.
블랙홀 제트는 블랙홀이 주변 물질을 빨아들일 때, 일부 물질이 강한 자기장에 이끌려 회전축 양방향으로 빛의 속도에 가깝게 뿜어져 나오는 강력한 플라스마 기둥입니다.
🌌 블랙홀 제트의 주요 특징
생성 원리: 블랙홀로 빨려 들어가는 물질들이 회전하며 납작한 '강착원반'을 형성합니다. 이 과정에서 발생하는 엄청난 자기장이 원반의 수직 방향으로 물질을 가속시켜 밖으로 분출시킵니다.
엄청난 속도와 길이: 분출되는 물질은 빛의 속도에 가까운 속도(최대 99.999%)로 뻗어나가며, 제트의 길이는 블랙홀이 속한 은하보다 훨씬 거대하게 수천 광년 이상 뻗어 나가기도 합니다.
세차 운동: 제트는 일직선으로 고정되어 분출되는 것이 아니라, 블랙홀 자체의 회전에 의해 마치 팽이가 돌면서 흔들리듯 '세차 운동'을 하기도 합니다.
최근 발견: 우주 관측 사상 가장 큰 규모의 블랙홀 제트인 '포르피리온'이 발견되었는데, 그 길이가 무려 2,300만 광년에 달해 기존의 제트 크기 한계 이론을 뒤집기도 했습니다.
한국천문연구원 등 국제 공동연구진은 지구에서 약 5,400만 광년 떨어진 M87 은하 중심의 블랙홀과 그 제트를 정밀 관측하여 블랙홀이 회전한다는 직접적인 증거와 제트의 원리를 밝혀내는 데 큰 성과를 거두었습니다.
M87 은하 블랙홀에서 제트와 부착원반이 어떻게 관측되는지 영상으로 확인해 보세요: