블랙홀이 뭘 '당장' 빨아들이진 않는다
블랙홀이 뭘 '당장' 빨아들이진 않는다
  • 이승아
  • 승인 2017.05.19 12:55
  • 조회수 8557
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나라고 무조건 먹는다고 오해들 하지마러~ 출처 : 포토리아
나라고 무조건 먹는다고 오해들 하지마러~ 출처 : 포토리아

블랙홀이 뭐든 당장 먹어치우는 게 아니다

 

블랙홀은 모든 것을 빨아들이기만 한다는 억울한 누명(?)을 쓰고 있습니다. 물론 블랙홀이 강력한 중력으로 물체를 잘 빨아들이긴 하죠. 하지만 무조건 보자마자 먹어치우는 건 아닙니다. 

 

우선 별이나 가스, 먼지가 블랙홀 주위를 오랜 기간 공전합니다. 그러다 ‘거대한 붕괴’가 발생하면 식사가 시작되죠. 이 ‘거대한 붕괴’ 의 대표적인 예가 두 은하의 병합입니다. 두 은하가 병합되면 은하 중심 블랙홀이 서로 가까워집니다. 이 때 가스와 먼지가 각각의 블랙홀로 빨려들어가게 되죠. 

 

이 물질들이 빠르게 소용돌이 치며 블랙홀로 빨려들어갈 때 엄청난 양의 고에너지 방사선이 방출됩니다. 천문학자들은 이런 식으로 고에너지를 방출하는 은하의 중심 영역을 ‘활동은하핵’이라고 부릅니다.

두 개의 은하에서 자란 두 블랙홀 .출처 : NASA/National Astronomical Observatory of Japan
두 개의 은하에서 자란 두 블랙홀 .출처 : NASA/National Astronomical Observatory of Japan

 

블랙홀도 빛날 수 있나요

 

NASA의 X선 관측위성인 NuSTAR 망원경을 이용한 연구에서는 은하 병합의 후반부에 엄청난 양의 가스와 먼지가 블랙홀로 빨려들어가며 블랙홀을 감쌌고, 활동은하핵이 굉장히 밝게 빛났다고 합니다.

 

NASA 설명에 따르면 NuSTAR는 2012년 7월 쏘아올린 고에너지 X 선 영역을 관측하는 망원경입니다. 벌써 우주로 떠난지 대략 5년이 되었네요. 이 망원경은 은하에서 방출되는 고에너지 X선을 포착합니다. 그 전에 쏘아올린 XMM이나 Chandra에 비해 고에너지에 대해 더 민감하기 때문에 블랙홀이 두꺼운 가스나 먼지 뒤에 있어도 찾아낼 수 있다고 합니다.

 

은하가 병합되면 두 은하의 중력으로 인해 가스와 먼지의 공전 속도가 느려집니다. 공전하는 속도가 느려진다는 건 가스 혹은 먼지의 에너지의 소실을 의미합니다. 이로 인해 블랙홀에 빨려들어가는 것이죠.

 

NuSTAR 망원경을 이용한 연구를 이끈 Claudio Ricci 박사는 “은하 병합이 지속될수록 활동은하핵을 감싸는 물질이 많아진다”고 설명했습니다. 그는 계속해서 “은하 병합이 계속되면 가스와 먼지로 완전하게 둘러싸여 고치처럼 변한다”고 말했습니다.

NuSTAR  망원경의 콘셉트 샷 . 출처 : NASA/JPL-Caltech
NuSTAR 망원경의 콘셉트 샷 . 출처 : NASA/JPL-Caltech

 

이제 더 이상 숨길 수 없어요

 

Ricci 박사의 연구진은 52개 은하에서 고에너지 X선 방출을 관측했습니다. 그 중 절반이 은하 병합의 후반 과정이었다고 합니다.

 

연구진은 NuSTAR 망원경의 관측 결과를 NASA의 Swift 망원경, Chandra 망원경, ESA의 XMM-Newton 관측소의 결과 값과 비교했습니다. NuSTAR를 제외한 이 세 망원경은 저에너지 X선을 주로 관측합니다. 만약 고에너지 X 선이 관측되고 저에너지 X선이 관측되지 않았다면 활동은하핵이 더 깊게 숨겨져 있다고 해석할 수 있습니다.

 

블랙홀이 은하병합 후반에 가스와 먼지에 둘러싸이고, 이 가스와 먼지들을 먹어치운다는 것은 익히 알려져 있었지만 이번 연구로 그 사실을 직접 확인했습니다.

 

Ricci 박사는 “은하가 병합하며 거대질량 블랙홀이 빠르게 자라난다”며 “이번 연구는 은하와 블랙홀 간의 관계에 대한 기원을 이해하는데 도움을 줄 것”이라는 말을 남겼습니다.



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