[아하! 우주] 벌거벗은 블랙홀 포착

은하계의 중심에는 거대한 질량을 가진 중심 블랙홀이 존재한다. 은하에서 가장 많은 물질이 모여 있는 장소이기 때문에 가장 큰 블랙홀이 발달하는 것이다.

우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 블랙홀이 존재하며, 외부 은하에는 이보다 더 큰 블랙홀도 드물지 않다. 이 거대 블랙홀들은 주변에서 가스를 빨아들이면서 많은 에너지와 제트 형태의 물질을 내뿜는 특징을 가지고 있다. 천문학자들은 이를 관측해서 블랙홀의 존재를 알아내지만, 동시에 두꺼운 가스와 밀도가 높은 별 때문에 관측에 많은 어려움이 있다.

최근 천문학자들은 미 국립과학재단의 VLBA(Very Long Baseline Array) 전파 망원경을 이용해서 지구에서 20억 광년 떨어진 은하 B3 1715+425를 관측했다.

연구팀은 이 은하의 중심부가 다른 은하와 매우 다르다는 사실을 밝혀냈다. 이 은하는 지름이 3000광년 정도지만, 매우 큰 질량과 활동성이 강한 중심 블랙홀을 가지고 있다. 연구팀은 이 은하 중심 블랙홀이 거의 벌거벗은 상태라는 사실을 알아냈다. 쉽게 말해 본래 정상적인 형태의 대형 은하가 다른 은하와 마주치면서 그 중력 상호 작용으로 대부분 가스와 별을 잃어버린 상태이다.

본래 은하 중심 블랙홀은 두꺼운 가스와 높은 밀도의 별에 의해 가려진 상태다. 따라서 과학자들은 이 틈을 비집고 나온 강력한 제트와 X선과 같은 고에너지 파장만을 관측할 수 있었다. 그런데 B3 1715+425은 주변의 가스와 별이 거의 없어진 상태로 지구에서의 먼 거리에도 불구하고 아주 세밀한 관측이 가능했다.

연구의 리더인 미 국립전파천문학관측소의 제임스 콘돈(James Condon)은 이와 같은 거대 질량 블랙홀은 처음 관측되는 것이라고 설명했다.

다만 주변의 가스를 대부분 잃어버린 상태이기 때문에 이 거대 질량 블랙홀은 가까운 미래에 흡수하는 물질이 감소하면서 방출되는 에너지 역시 작아질 것으로 보인다.

앞으로 과학자들은 다른 망원경을 통해 속살이 드러난 거대 질량 블랙홀의 내부를 들여 볼 기회를 얻었다. B3 1715+425은 현재 건설 중 이거나 발사가 계획 중인 차세대 망원경의 좋은 관측 목표가 될 것으로 보인다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com