은하계 가장 빠른 별 찾았다…초속 2만4000㎞로 블랙홀 공전

우리은하 중심에는 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리A별’이 있으며 그 주위를 여러 항성이 공전하고 있는 것은 지금까지 여러 관측 연구에서 확인된 사실이다.

그런데 최근 독일 쾰른대 천문학자 플로리안 파이스커 연구원은 그중에서 현재 가장 빠르게 궁수자리A별을 공전하고 있는 별 S4714를 발견했다고 지난 11일 오후 4시(협정세계시 기준) 천문사이트 ‘천문학자의 전보’(ATel·The Astronomer‘s Telegram)에 긴급 게시글로 발표했다.

이에 따르면, 항성 S4714의 이동 속도는 초속 2만4000㎞에 달한다. 빛의 속도(이하 광속)가 초속 약 30만㎞이므로, 이 항성은 광속의 약 8% 속도로 이동하고 있는 셈이다.

지금까지 우리 은하에서 가장 빠르게 블랙홀을 공전하는 별은 ‘S62’로 그 속도는 광속의 약 10%로 알려졌지만, 이번 관측에서는 그 속도가 광속의 약 6.7%인 초속 2만㎞인 것으로 확인돼 현재 우리 은하의 블랙홀을 공전하는 가장 빠른 별은 S4714라는 것이다.

연구자에 따르면, 이런 항성이 고속으로 공전하고 있는 이유는 블랙홀의 강한 중력 때문이다. 블랙홀 주위의 항성은 끊임없이 안쪽으로 잡아당겨지는 데 이에 대응하는 힘이 공전을 통해 형성된다. 공전 속도가 클수록 바깥으로 나아가려는 원심력이 커져 이들 항성은 항상 균형을 유지할 수 있다는 것이다.

이런 구조 덕분에 궁수자리 A별 주위 항성들은 광속과 비교할 수 있을 정도로 빠른 속도를 지닌다. 게다가 공전 궤도는 타원형이고 중심도 치우쳐 있어 궁수자리 A별과의 거리는 일정하지 않다. 이는 항성의 이동 속도에도 영향을 줘 항성의 위치와 궤도 그리고 속도에 관한 정보는 천문학자들에게 관심의 대상이 된다.

사실 이번 관측에서는 이 항성을 포함해 총 5개의 항성(S4711~S4715)이 발견됐는데 그중 S4711은 지금까지 블랙홀에서 가장 가까운 별로 알려진 ‘S2’보다 블랙홀에서 가까운 궤도를 돌고 있는 항성인 것으로도 확인됐다.



이에 대해 연구진은 “S4711은 궁수자리 A별의 주위를 7.6년에 1번 돌고 있는데 이는 가장 짧은 공전 궤도 주기에 해당한다”고 설명했다.

이들 연구자는 또 앞으로 데이터 분석의 개선을 통해 궁수자리 A별의 주위를 지금보다 더욱더 자세히 관측할 수 있다고 밝혔다. 따라서 가까운 미래에는 더 짧은 궤도 주기를 지닌 별이나 더 빠른 별을 발견할 수 있으리라 예상된다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr