November 14,2019

블랙홀 UFO가 우주를 ‘재구성’ 하다?

강력한 에너지로 성간 물질 밀어내

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UFO란 미확인 비행물체(Unidentified Flying Object)의 약자다.

그러나 천문학계에서도 UFO란 용어를 사용하고 있다. ‘UFO(Ultra-Fast Outflows)’, 번역하자면 초고속  분출로 번역할 수 있는데 거대한 블랙홀 중심부에서 UFO가 쏟아져 나오고 있다고 보면 된다.

21일 ‘라이브 사이언스’에 따르면 그동안 XMM-뉴턴(XMM-Newton) 망원경을 통해 ‘PG 1114 + 445’로 알려진 은하를 관측해온 유럽우주국(ESA)이 은하 중심부 검은 구멍에서 강하게 분출되고 있는 이 UFO확인할 수 있었다.

과학자들이 지난 8년 간 블랙홀로부터 분출되는 UFO(미확인 비행물체) 관측을 통해 우주생성의 비밀을 밝혀내고 있다. 사진은 블랙홀 중심부의 분출 현상을 영상화한 장면. ⓒESA

과학자들이 지난 8년간 블랙홀로부터 분출되는 UFO(미확인 비행물체) 관측을 통해 우주생성의 비밀을 밝혀내고 있다. 사진은 블랙홀 중심부의 분출 현상을 영상화한 장면. ⓒNASA/ESA

별 이동속도, 블랙홀 크기에 비례 

연구 결과에 따르면 블랙홀 중심부로부터 UFO가 대량 분출되면서 주변에 성간 물질에 힘을 가해 매우 빠른 속도로 이동시키며 은하를 팽창시키고 있는 중이다.

이는 UFO가 블랙홀 중심부와 은하 중간 부분 사이에서 에너지를 전달하는 등 중요한 역할을 하고 있다는 것을 말해주고 있다. 베일에 가려 있던 초질량 블랙홀(supermassive black hole)의 우주생성 과정을 밝혀낼 단서가 되고 있다.

초질량 블랙홀(SMBH)이란 태양 질량과 비교해 수십만 배에서 수십억 배에 이르는 초대형 블랙홀을 말한다.

과학자들은 초질량 블랙홀이 거의 모든 은하 중심에 있으며, 은하 생성에 중요한 역할을 하고 있다는 사실을 알아냈다. ‘우리 은하’ 중심부에 있는 ‘궁수자리A*(Sagittarius A*)’가 대표적인 경우다.

블랙홀 주변에는 가스‧먼지 등으로 구성된 응축 원반(accretion disk)이 있는데 과학자들은 이 은하핵과 퀘이사 등 은하 생성의 비밀이 이 원반에 있다고 보고 그 안을 세밀하게 들여다보고 있었다.

NASA 등이 참여한 이번 연구진은 이번 연구를 통해 은하 생성 과정이 밝혀졌다고 설명하고 있다. 초질량 블랙홀이 UFO를 대량 분출해, 주변 성간 물질에 힘을 가하며 강력한 바람을 불러일으키면서 호스트 은하를 형성하고 있다는 것.

연구팀은 블랙홀의 크기가 크면 클수록 더 많은 이온화 가스를 더 빠른 속도로 분출하고 있으며, 그 힘이 강력해 주변에 있는 물질들을 휩쓸어버린다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 이는 블랙홀 질량에 따라 은하 내부 별들의 이동 속도가 변화한다는 사실을 말해주는 것이다.

이번 논문은 지난 8년간 관측해온 블랙홀 중심부가 생성된 은하 전체에 어떤 영향을 미치고 있는지 밝혀낸 첫 번째 연구 결과다.

연구 논문은 국제학술지 ‘Astronomy and Astrophysics’에 7월호에 게재됐다. 논문 제목은 Multiphase quasar-driven outflows in PG 1114+445‘이다.

블랙홀 UFO 관련 첫 번째 관측 결과 

연구진은 논문을 통해 과학자들이 지난 수십 년간 초질량 블랙홀로부터 UFO가 분출되고 있는 사실에 주목해왔다고 밝혔다.

또한 거대 발광체인 세이퍼트 은하(Seyfert galaxies), 퀘이사(quasar) 등을 통해 은하핵(AGN)으로부터 분출되는 이 물질이 주변 환경에 매우 강력한 영향을 미치고 있다는 사실을 확인하고 있었다고 밝혔다.

연구진은 어떤 과정을 통해 영향을 주고 있는지 밝혀내기 위해 지난 8년간 은하 중심부에서 이온화 가스가 분출되는 과정을 정밀 관측해왔다고 밝혔다.

그리고 “이런 현상이 블랙홀 중력 효과에 의한 것인지는 알 수 없지만 블랙홀 질량과 호스트 은하 내부의 별의 분산 속도 사이의 밀접한 상관관계가 있다는 사실을 확인할 수 있었다.”고 말했다.

그동안 과학자들은 블랙홀 중앙부 은하핵에서 분출된 X선 스펙트럼을 통해 두 가지 유형의 분출을 관측할 수 있었다.

하나는 UFO의 빛과 같은 초고속 분출로 블랙홀 중앙부에서 관측할 수 있었다. 다른 하나는 느린 속도의 분출로 ‘웜 업소버(warm absorbers)’라 하는 것인데 느린 속도로 주변 성간 물질에 영향을 미치는 것을 말한다.

연구진이 주목한 것은 이 따뜻한 흡수체가 성간 물질에 닿았을 때 어떤 식으로 영향을 미치는지 그 과정이었다.

연구진은 분석을 통해 ‘웜 업소버’가 낮은 속도로 움직이지만 성간 물질에 닿았을 때 그 안에 침투해 힘을 가하고, 이로 인해 성간 물질들이 영향을 받아 움직이게 된다는 사실을 확인할 수 있었다.

연구에 참여한 이탈리아 브레라 천문관측소 로베르토 세라피넬리(Roberto Serafinelli) 박사는 “성간 물질 속에 침투한 UFO가 매우 강력한 힘을 발휘해 별과 같은 물체들까지 쓸어버릴 수 있다.”고 설명했다.

초질량 블랙홀 연구를 통해 세 가지 유형의 분출 상황을 관측한 것은 이번이 처음이다. 초고속 분출과 ‘웜 옵서버’, 그리고 두 가지 유형의 분출로 인한 성간 물질의 움직임을 종합적으로 분석해냈다.

이번 연구 결과는 초질량 블랙홀이 UFO 분출을 통해 중앙 영역에 있는 성간 물질을 밀어내면서 은하 전체로 성운을 분산시키고 있다는 것을 말해주고 있다. 그러나 예상했던 것보다 훨씬 적은 수의 별을 만들고 있는 것으로 나타났다.

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