은하 중심 초대질량블랙홀의 스핀과 혼돈 궤도 연구

은하 중심은 초대질량블랙홀(SMBH)과 핵성단(NSC)·분자가스 등 비대칭 질량 분포가 공존하는 환경으로, 중력장과 블랙홀 스핀의 상대론적 보정이 결합해 강한 비선형 역학과 혼돈 궤도를 만든다. 연구진은 중심 천체를 커(Kerr) 블랙홀의 스핀 의존성을 모사하는 아르테모바-비요른손-노비코프 준뉴턴 퍼텐셜로 두고, 주변 헤일로는 쌍극자 항까지 전개한 축대칭 껍질형 질량 분포로 모델링한 다중극 전개 퍼텐셜을 사용했다. 기존 연구가 푸앵카레 단면이나 SALI 같은 혼돈 지표에 의존한 것과 달리, 이번 연구는 고정점 주변의 안정성 분석과 뉴턴-랩슨 수렴 영역(basins of convergence)을 도입해 계 전체의 역학을 조망하고 프랙탈 경계를 확인했다. 그 결과 블랙홀 스핀이 평형 구조를 크게 재편하며, 그 크기에 따라 헤일로 비대칭이 유발한 혼돈을 심화시키거나 반대로 위상공간을 단순화할 수 있음을 보였다.