우리 은하 이어 두번째로 가까운 초대질량블랙홀 포착될까

강착물질 부족하나 블랙홀 주변 적색거성 물질로 확인 가능

지구에서 약 82만 광년 떨어진 사자자리의 왜소구형은하인 ‘레오(Leo)Ⅰ’ 중앙에 자리 잡은 초대질량블랙홀의 실체를 포착하려는 노력이 진행되고 있다.

성공한다면 우리 은하 중앙에서 실체를 드러낸 궁수자리A*에 이어 두 번째로 가까운 초대질량블랙홀이 된다.

미국 하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA)에 따르면 파비오 파쿠치 박사 등이 참여한 연구팀은 블랙홀 주변의 적색거성이 내뿜는 물질로 레오Ⅰ의 초대질량블랙홀 존재를 입증할 수 있는 새로운 방법을 ‘천체물리학 저널 회보'(Astrophysical Journal Letter)에 발표했다.

블랙홀은 빛도 빠져나오지 못할 만큼 강력한 중력을 가져 암체 그 자체다.

주변에서 물질을 빨아들여 강착원반을 형성할 때 온도가 오르고 에너지를 빛으로 방출해 그 존재가 간접적으로 드러나는데, 이런 활동이 없으면 확인하기가 어렵다.

우리 은하의 위성 은하인 레온Ⅰ도 ‘화석’으로 불릴 만큼 강착 활동에 필요한 가스가 충분치 않은 왜소은하로 분류돼 있다.

지난해 말 은하 중심으로 접근하는 별의 속도가 빨라지는 점을 근거로 초대질량블랙홀이 존재하는 것으로 제시됐지만 강착원반에서 방출되는 빛이 포착되지는 않았다.

연구팀은 강착 활동이 없어 빛이 방출되지 않으면 현재의 망원경 기술로는 블랙홀을 포착하기 어렵다고 지적하고, 블랙홀 주변의 오래된 별에서 나온 물질이 망원경으로 관측할 정도의 강착률을 제공할 수도 있다고 제시했다.

오래돼 외피층이 부풀어 오른 적색거성은 항성의 물질을 주변으로 내뿜는데, 레오Ⅰ의 초대질량블랙홀인 레오Ⅰ* 주변에는 블랙홀의 존재를 관측할 수 있게 해줄 만큼 적색거성이 많다는 것이다.

논문 공동 저자인 아비 러브 하버드대 교수는 “레오Ⅰ중심에는 훨씬 작은 블랙홀이 있을 것으로 예측했지만 태양 질량의 300만 배에 달하는 우리 은하와 비슷한 초대질량블랙홀을 가진 것으로 보인다”면서 “우리 은하에 이어 두 번째로 가까운 초대질량블랙홀인 레오Ⅰ* 관측은 획기적인 것이 될 것”이라고 했다.

그는 “우리 은하의 1천분의 1밖에 안 되는 왜소은하가 비슷한 질량의 초대질량블랙홀을 가졌다는 것은 은하와 초대질량블랙홀의 진화에 관해 우리가 알고 있는 모든 것에 도전하는 것”이라면서 “과학은 예상하지 못한 것이 발생할 때 진보한다는 점에서 흥미롭다”고 덧붙였다.

연구팀은 현재 찬드라 X선 우주망원경과 뉴멕시코의 전파망원경 칼 G. 잰스키 초대형배열(VLA) 등의 관측 시간을 할당받았으며 새로운 자료를 분석 중이다.

파쿠치 박사는 “레오Ⅰ*가 숨바꼭질을 하고 있지만 오래도록 잡히지 않고 남아있기에는 너무 많은 방사를 하고 있다”고 했다.

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