우주에는 강력한 에너지를 방출하는 여러 천체들이 있다. 최근 기존 측정된 가장 큰 천체보다 5배 이상 강력한 에너지를 방출하는 퀘이사가 관측되었다는 연구 보고가 있어 눈길을 끌고 있다. 바로 미 버지니아공대 연구팀의 연구 결과이다.


최근 미국 버지니아공대 연구팀은 유럽남부천문대(ESO)*의 초거대망원경(VLT)*으로 기존 측정된 가장 큰 천체보다 5배 이상 강력한 에너지를 방출하는 퀘이스 (Quasar)를 관측했다는 연구 결과를 발표했다.

이번에 발견된 'SDSS J1106+1939'라는 이름의 퀘이사는 100억 광년 거리에서 초속 8000km로 태양보다 약 2조배 많은 에너지를 뿜고 있는데, 이는 은하수 전체 에너지의 100배가 넘는 양이다.

바로 이 거대한 고온 가스덩어리의 퀘이사는 수소가 주성분으로 알려져있으며, 헬륨과 탄소 또한 적게나마 포함된 것으로 알려져 있다. 질량의 경우에는 태양 400개와 맞먹는 방대한 양이다.

연구를 주도했던 나훔 교수는 "지난 15년간 찾았던 괴물 수준의 강력한 퀘이사 방출을 발견했다"고 하면서 "이론가들은 이런 강력한 방출이 있다면, 은하의 생성과 블랙홀의 움직임을 비롯하여 은하계 우주간에 떠다니는 수와 헬륨 이외의 물질들을 규명할 수 있을 것"이라고 말하기도 했다.

퀘이사란 무엇인가

이번 연구를 통해 알려진 퀘이사(Quasar. Quasi Stellar Object의 약어)는 이른바 '준성(準星)' 이라고도 불리우는데, 블랙홀이 주변 물질을 집어 삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체를 말한다. 또한 퀘이사는 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼 거리에 있는 천체로 알려져 있기도 하다.

사실 처음에 퀘이사는 우리 은하 내의 평범한 별로 간주되었으며, 퀘이사에서 오는 전파를 분류해 내지 못하고 단지 우리 은하 내의 어떤 전파원에서부터 나오는 것으로 추측했다.

하지만, 몇몇 연구를 통해 퀘이사의 스펙트럼은 수소의 것과 비슷하였으며 이제까지 볼 수 없었던 가장 큰 적색 편이를 보이고 있었다. 즉, 이것은 허블의 이론*으로 설명하자면 이제까지 발견되었던 어떤 외부 은하보다 더 멀리 있으며, 어떤 경우에는 광속의 90% 정도로 믿을 수 없을 만큼 빠른 속도로 멀어진다는 것이다.

멀리 있음에도 관측이 가능한 이유

퀘이사는 하늘에서는 별처럼 보이지만, 사실은 수천 내지 수만개의 별로 이루어진 하나의 은하이다. 퀘이사가 멀리 있음에도 불구하고 관측이 가능하다는 것은, 퀘이사가 거대한 에너지를 방출하고 있기 때문이다.

천문학자들은 퀘이사가 이처럼 어마어마한 에너지를 낼 수 있는 이유를 중심에 위치한 블랙홀* 때문이라고 본다. 퀘이사의 중심에는 태양 질량의 10억배나 되는 매우 무거운 블랙홀이 자리 잡고 있는데, 그 주위에는 원반이 둘러싸고 있다.

이러한 원반의 물질은 회전하면서 블랙홀로 떨어지고 있는데, 이 때 물질의 중력 에너지가 빛 에너지로 바뀌면서 거대한 양의 빛이 나온다는 것이다.

퀘이사는 우주 초기에 만들어진, 아주 멀리 있는 천체로 우주 초기의 활동을 알 수 있게 하는 특이한 존재이다. 이는 은하계가 원시 기체와 먼지 구름으로부터 초거대 질량의 블랙홀을 만들 만큼 충분한 시간이 없었다는 것을 의미하며, 이는 곧 기존에 은하가 먼저 형성되고 블랙홀이 나중에 만들어졌다는 생각을 뒤집을 수도 있는 이야기이다.

아직까지 퀘이사에 대해 많이 알려진 바가 없으나, 이번 관찰을 통해 블랙홀과 우주의 기원 등과 관련한 비밀을 풀 수 있을지에 대해 관심이 쏠리고 있다.

*유럽남부천문대(ESO) : European Southern Observatory. 남반구 관측 및 연구를 목적으로 1962년 설립된 유럽 국가 간 천문학 연구 기관으로 독일 뮌헨 가르힝(Garching) 카를-슈바르츠실트 가 2에 위치해있다. *초거대망원경(VLT) : Very Large Telescope. 유럽 남천천문대가 1989년부터 건설 중인 초거대광학망원경. 칠레 북부의 안토파가스타 남쪽 128km 지점에 있는 아타카마사막의 체로파라날봉에 설치될 예정으로 8m 주경(主鏡)의 초점비(망원경 초점거리 대 주경의 지름비)는 1.8이며, 두께는 17.5cm로서 크기에 비해 매우 얇은 것이 특징이다. *허블의 이론 : 1929년 미국의 E.허블이 발견한 외부은하의 스펙트럼에서 나타나는 적색이동이 그 거리에 비례한다는 이론. 속도-거리 법칙이라고도 하며, 이는 당시 제창된 상대론적 팽창우주론의 관측적 근거가 되었다. *블랙홀 : Black Hole. 검은 구멍이라고도 하며, 이는 A.아인슈타인의 일반상대성이론에 근거를 둔 것이다. 별이 폭발할 때의 반지름이 슈바르츠실트의 반지름 이하로 극단적인 수축을 일으켜 밀도가 매우 증가하고 중력이 굉장히 커진 천체를 말한다. 이때의 중력을 벗어날 때 필요한 탈출속력은 빛의 속력보다 커서 빛도 빠져나오지 못하게 된다.