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최근 미국 메릴랜드 대학 연구팀은 블랙홀 ‘M82 X-1’의 정확한 사이즈를 측정하는데 성공했다는 논문을 유명 과학지 네이처(Nature) 최신호에 발표했다.
천문학계에서는 그간 블랙홀의 크기를 작거나 매우 크거나(초질량 블랙홀) 2가지 사이즈로만 분류해 왔다. 옷 사이즈에 비유해보면 S와 XL 정도만 있었던 셈. 그러나 이번 연구결과 그 중간에 해당되는 M 사이즈의 블랙홀이 최초로 확인됐다.
이번에 연구대상이 된 블랙홀은 지구에서 1200만 광년 떨어진 M82 은하 속에 위치한 M82 X-1이다. 연구팀의 분석 결과 이 블랙홀의 크기는 우리 태양 질량의 428배로 확인됐다. 태양과 비교해 몇십 배 큰 작은 블랙홀과 최대 수십 억 배 큰 초질량 블랙홀의 중간 규모로 밝혀진 것.
그렇다면 빛도 빨아들여 눈으로 확인조차 힘든 블랙홀 M82 X-1의 크기를 연구팀은 어떻게 알아냈을까? 연구팀이 활용한 장비는 지난 1995년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 ‘로시 X-선 타이밍 탐사위성’(RXTE)이다. RXTE가 지난 2004년부터 2010년까지 관측한 데이터를 분석한 연구팀은 이 블랙홀이 방출하는 심장박동과 비슷한 특유의 X선 패턴을 측정해 그 규모를 계산했다.
연구를 이끈 리처드 머시홉스키 박사는 “블랙홀은 그 존재를 찾기 힘들 뿐 아니라 사이즈도 측정하기 매우 어렵다” 면서 “800차례의 관측 데이터를 통해 M82 X-1가 방출하는 독특한 X레이 입자를 기록하는데 성공했다”고 밝혔다.
이어 “중간 사이즈 블랙홀의 이해는 결과적으로 초질량 블랙홀을 연구하는데 있어 중요한 열쇠가 될 것”이라고 덧붙였다.
박종익 기자 pji@seoul.co.kr
