[아하! 우주] 거대 블랙홀 옆에서 태어난 아기별

천문학자들이 은하계에서 가장 별이 생기기 어려워 보이는 장소에서 새로 생성된 아기별을 발견했다. 미국 노스웨스턴대학의 파하드 유세프-자데흐가 이끄는 천문학 연구팀은 세계 최대의 전파망원경인 ALMA를 이용해서 우리 은하 중심부의 거대 블랙홀 주변부를 관측했다. 이 블랙홀의 질량은 태양 질량의 400만 배에 달하는 데, 강력한 중력의 힘으로 주변부에 많은 가스와 별을 끌어들이고 있다.

연구팀은 거대 질량 블랙홀 주변 가스의 흐름을 분석하던 중 예기치 않게 ‘아기별’(protostar)의 증거를 발견했다. 새로 생성된 별은 주변에 가스와 먼지의 원반을 형성하며 이 원반에 수직으로 가스와 먼지를 분출하는 특징이 있다. 따라서 양방향으로 가스를 분출하는 천체를 발견하면 (사진) 태어난 지 얼마 되지 않은 별의 존재를 검증할 수 있을 뿐 아니라 질량과 나이 등 상세한 정보를 추정할 수 있다.

이번 연구에서 가장 놀라운 부분은 블랙홀과의 거리다. 연구팀에 의하면 아기별은 블랙홀에서 불과 1파섹(3.26광년) 이내의 가까운 위치에 존재했다. 그것도 하나가 아니라 11개나 되는 아기별이 무더기로 발견됐다. 이들의 평균 나이는 600만 년 정도로 별의 수명을 생각하면 갓 태어난 신생아나 다를 바 없다. 따라서 다른 장소에서 태어난 별이 중력에 이끌려 온 것이 아니라 바로 이 장소에서 생성된 것으로 보인다.

일반적으로 블랙홀에서 이렇게 가까운 장소에서는 중력이 강하고 가스의 흐름이 빠르다. 따라서 가스가 안정적으로 뭉치기 어려워 새로운 별이 생성되기 힘든 것으로 여겨졌다. 따라서 거대 질량 블랙홀에서 가까운 장소에 있는 별은 모두 외부에서 중력에 이끌려 온 것으로 생각했으나 이번 연구는 블랙홀 주변에서도 얼마든지 새로운 별이 생성될 수 있음을 보여주고 있다.

연구팀은 앞으로 이 블랙홀 주변 아기별에 대해서 더 상세한 관측을 진행할 예정이다. 어쩌면 이 아기별 주변에서는 행성이 생성되고 있을지 모른다. 거대 블랙홀 주변 행성은 SF 영화에서는 흔한 소재일지 몰라도 사실 현재까지 입증된 바가 없다. 종종 자연은 인간의 상상보다 더 놀라운 비밀을 간직하고 있기 때문에 앞으로 연구를 통해서 더 놀라운 사실이 밝혀질지도 모른다.

사진=거대 질량 블랙홀(별 표시) 주변에서 발견된 11개의 아기별. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yusef-Zadeh et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com