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우리 은하 중심의 거대 블랙홀로 향하는 것으로 보였던 가스 구름이 그 ‘괴물의 입’에 삼켜지지 않고 살아남은 것으로 관측됐다.
최신 연구에 따르면 가스 구름으로 생각됐던 천체 ‘G2’는 사실 외층 대기가 팽창한 거대 별로, 중력은 거대 블랙홀을 떨쳐낼 만큼 강력하다.
연구 공동저자인 UCLA(캘리포니아대학 로스앤젤레스캠퍼스)의 안드레아 게즈 교수는 “단순한 가스 구름이라면 블랙홀의 중력장에 대항할 수 있을 정도의 질량은 생각할 수 없다”고 말했다.
거의 모든 은하에는 적어도 하나의 초질량 블랙홀이 숨어있으리라 생각된다.
은하계 중심의 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A*)도 마찬가지. 이 천체는 태양보다 430만 배 이상의 질량을 지닌 블랙홀로 여겨진다.
이런 거대 블랙홀이 주변의 가스 구름을 ‘삼키고 찢어버리는’ 메커니즘은 은하 형성에 일정한 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 천문학자들은 지난 3월 G2가 이 블랙홀에 가장 가까이 접근했을 때를 주목했다.
◆ 쌍성계 가능성
하지만 G2의 정체는 아직 분명하지 않다. 게즈 교수팀은 이전부터 단순한 가스 구름이라는 가설에는 회의적이었는데 이 궁수자리 A별의 강력한 중력장은 장기간 존재할 수 없는 것이라고 주장하고 있다.
게즈 교수는 “G2의 발견 직전에 가스 구름이 형성됐다고 생각할 수는 있지만, 우연치고는 너무 작위적”이라고 말했다.
G2가 블랙홀에 가장 접근한 시점에서 그 의혹은 강해졌다. 미국 하와이에 있는 W. M. 켁 천문대와 다른 관측 이미지를 통해 G2는 삼켜지지 않고 머물고 있다는 사실이 밝혀졌다. 게즈 교수팀은 “실제로는 (이전과) 별 차이 없다”는 결론에 도달했다.
이에 대해 게즈 교수는 “꺼림칙한 점이 하나 남아 있다. 별로서는 상당히 변화하고 있다”면서 “질량은 태양 2배 정도에 불과하지만 크기는 100배 안팎으로 예상을 초과하고 있다”고 설명했다.
논의 끝에 두 개의 작은 별이 합체해 G2가 형성됐다고 생각하면 앞뒤가 맞는다고 한다.
게즈 교수는 “많은 별이 연속성계를 구성하고 있는 사실은 200여 년 전에 발견됐다. 블랙홀 근처의 쌍성에서는 합병이 자주 일어날 것”이라고 설명했다.
◆ 시가형으로 성장?
독일 막스플랑크 천체물리학연구소의 스테판 길레센 교수팀은 이번 라이벌의 해설에 이의를 제기하고 있다. 2011년 칠레 초거대 망원경(VLT)로 G2를 처음 발견한 것은 길레센 교수팀이었다.
길레센 교수는 “블랙홀 중력의 영향으로 시가형으로 뻗은 가스 구름을 생각해도 의문점은 없다. 관측 각도에서 뻗어있는 모습은 확인할 수 없지만 블랙홀에 접근해 탄생한 것은 고밀도 가스 구름으로 보이며 밀도가 높으면 붕괴되지 않을 수도 있다”고 설명했다.
미 하버드대학의 천문학과장 에이브러햄 로브 교수는 “두 시나리오 중 어느 것이 맞는지 아직 모르겠다. 두 팀은 오랜 경쟁 관계로 의견이 일치하는 것은 드물다”고 밝혔다. 로브 교수 역시 G2를 연구하고 있지만, 두 팀과는 모두 거리를 두고 있다.
그는 “진실은 하나다. 어느 쪽 해석이 옳은 것인지 언젠가 밝혀질 것”이라면서 “어쨌든 G2와 거대 블랙홀의 ‘춤’추는 모습은 좀처럼 보기 드문 것”이라고 말했다.
이어 “물리학자들은 실험을 통해 아이디어를 시도할 수 있지만, 천문학자들은 자연의 섭리를 받아들일 수밖에 없다”고 덧붙였다.
한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 온라인판 11월 3일 자로 게재됐다.
사진=ⓒ포토리아
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
