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이제는 '인터스텔라' 등 SF영화를 통해 대중에게 익숙해진 블랙홀 중 중간급 질량을 가진 블랙홀이 새로 발견됐다.
최근 미 항공우주국(NASA)과 메릴랜드 대학 공동연구팀은 지구 남반구 별자리인 그물자리 방향으로 약 1,350만 광년 떨어진 NGC 1313에서 중간급의 새 블랙홀을 발견했다고 발표했다.
막대나선은하인 NGC 1313에 놓여있는 블랙홀 'NGC 1313 X-1'은 중간급이라는 수식어가 붙어있지만 사실 우리 태양보다도 무려 5000배 이상이나 질량이 크다. 일반적으로 블랙홀의 크기는 우리 태양과 비교해 크게 두 부류로 분류한다. 블랙홀이 우리 태양 질량의 100만 배 이상인 경우 '초질량 블랙홀'로, 10~100배 수준이면 '별질량블랙홀' 로 구분하는 것.
그러나 흥미롭게도 그 중간급에 속하는 블랙홀은 거의 발견되지 않았다. 한마디로 우주의 블랙홀이 작거나 크거나 '모아니면 도'로 존재하는 것도 이유지만 그만큼 찾아내기 힘든 것도 큰 원인이다. 그러나 지난 2012년 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO)가 지구에서 3억 광년 떨어진 ESO-243-49 은하 중심부에서 질량이 우리 태양의 약 2만 배로 추정되는 중간급 질량의 블랙홀을 처음으로 발견한 바 있다.
이번에 미 공동 연구팀은 NGC 1313 은하 중심에서 유난히 밝은 X-선(Ultra-Luminous X ray Sources)이 방출되는 것을 관측해 연구를 진행해왔으며 중간급 블랙홀이라고 결론지었다. 블랙홀은 주변의 별이나 가스 구름으로부터 물질을 빨아들이지만 이 과정에서 초고온으로 가열되면서 가스와 X-선 광선을 방출하기도 한다.
이번 논문의 공동저자 프란체스코 톰베시 박사는 "악기에 비유하면 별질량블랙홀은 바이올린, 초질량블랙홀은 더블 베이스 그리고 중간급은 첼로" 라면서 "우주에 많은 중간급 블랙홀이 있을 것으로 추측되지만 '먹이활동'을 활발히 하지 않기 때문에 쉽게 관측되지 않는다"고 밝혔다.
한편 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고있다. 우리 은하에도 역시 태양 질량의 약 400만 배가 넘는 거대 블랙홀이 조용히 존재하지만 어떤 블랙홀은 주변 물질을 게걸스럽게 잡아먹으며 요란을 떨기도 한다.
박종익 기자 pji@seoul.co.kr
