December 15,2019

태양 질량 400억배 최대 블랙홀 관측

7억광년 떨어진 '아벨 85' 중심 '홀름 15A'서 확인

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태양 질량의 400억배에 달하는 최대 블랙홀이 확인돼 학계에 보고됐다.

독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소(MPE)에 따르면 이 연구소 옌스 토마스 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 7억광년 떨어진 ‘아벨(Abell) 85′ 은하단 중심에 있는 타원은하인 ‘홀름(Holm) 15A’에서 이런 큰 블랙홀을 찾아냈다고 밝혔다.

아벨 85 은하단은 500개 이상의 은하로 구성돼 있다. 이 중 홀름 15A 은하는 별이 태양 2조개에 달하는 질량을 가져 대체로 밝게 관측되지만, 중심 부분은 빛이 분산되고 극히 희미해 연구팀의 관심을 끌었다.

홀름 15A 중심의 빛이 희미한 부분은 우리은하와 인접해 있는 대마젤란은하(LMC) 크기에 달하며, 이는 초대형 블랙홀이 존재할 것이라고 추정하는 단서가 됐다.

연구팀은 칠레 남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT)에 장착된 공간 분해능이 뛰어난 광시야 분광 관측기(MUSE)와 뮌헨천문대 벤델슈타인 관측소 장비를 이용해 얻은 자료를 이용해 은하 중심의 별 움직임을 토대로 블랙홀의 질량을 산출했다.

홀름 15A 블랙홀이 가진 것으로 측정된 태양 400억배에 달하는 질량은 인근 우주에서는 가장 큰 것이다.

MPE 수석과학자 로베르토 사글리아 박사는 “이는 별의 질량이나 속도분산(velocity dispersion) 등과 같은 간접적인 측정을 통해 예상했던 것의 여러 배에 달하는 것”이라고 지적했다.

연구팀은 초대질량블랙홀(SMBH)의 질량을 직접 측정한 사례는 많지 않다면서 지금까지 직접 측정된 거리의 두 배에 달하는 7억 광년 떨어진 곳의 블랙홀을 직접 측정한 것은 초대형 블랙홀이 있을 것이라는 점을 알고 있었기 때문이라고 설명했다.

연구팀이 홀름 15A 은하의 빛을 분석한 결과, 은하 중앙은 다른 타원 은하와 비교해 훨씬 희미하고 빛이 분산될 뿐만 아니라 평평한 것으로 나타났다.

연구팀은 이는 은하 간 합병으로 덩치가 커진 블랙홀이 중력 작용으로 중심에 있던 대부분의 별을 추방한 결과인 것으로 분석했다. 은하가 합병하면서 블랙홀의 질량이 커져 태양 질량의 400억배에 달하는 초대형 블랙홀이 됐지만, 별들은 쫓겨나 중심 부분은 빛을 잃게 됐다는 것이다.

토마스 박사는 “은하 합병에 관한 최신 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 우리가 관측한 것과 상당히 일치하는 예측 결과를 내놓고 있다”면서 “이는 은하의 빛과 별의 궤적이 은하의 중심을 형성하던 때의 구체적인 상황에 대한 귀중한 정보를 담고 있다는 의미”라고 덧붙였다.

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