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[아하! 우주] 우리은하 블랙홀과 가장 가깝네…초당 8000㎞ 공전하는 별 발견

작성 2022.07.06 16:48 ㅣ 수정 2022.07.06 16:48
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▲ 우리은하 중심의 블랙홀 궁수자리(Sagittarius)A*와 주위의 별(사진 왼쪽)과 쾰른대학 연구팀에 관측된 각 별들의 궤적.
우리은하 중심에 위치한 블랙홀 주위를 역대 가장 가깝게 도는 별이 발견됐다. 최근 독일 쾰른대학 등 공동연구팀은 블랙홀 주위를 초당 8000㎞의 속도로 공전하는 별 'S4716'를 발견했다는 연구결과를 천체물리학 저널(Astrophysical Journal) 최신호에 발표했다.

지구가 속한 우리은하 중심에는 태양 질량의 430만 배에 달하는 초대질량 블랙홀 궁수자리(Sagittarius)A*가 얌전하게 똬리를 틀고있다. 지구와의 거리는 약 2만7000광년(1광년=9조5000억㎞)에 달하며 지난 5월 사상 처음으로 세계 주요 전파망원경을 통해 실제 모습이 포착되기도 했다.

놀라운 점은 이 블랙홀 근처에 'S 성단'이라 불리는 밝기와 질량이 다른 100개 이상이 별들이 빽빽하게 모여있다는 사실이다. 모든 것을 빨아들이는 강력한 중력을 가진 블랙홀 주위에도 이를 공전하는 별들이 많다는 것이 확인된 것. 과거 쾰른대학 연구팀은 이 지역에서 S2를 비롯한 여러 별들을 차례차례 발견했다.

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▲ 우리은하 중심부에 위치한 블랙홀 궁수자리(Sagittarius)A*의 실제 이미지
이중 가장 유명한 S2의 경우 블랙홀을 공전하는데 16년이 걸렸다. 2020년에는 공전주기 9.9년인 S62, 또한 공전주기 7.2년의 S4711도 확인되면서 연구팀은 점점 더 블랙홀과 가까운 별을 찾아냈다. 그리고 이번에는 이보다 더 가까운 공전주기 4년의 S4716을 찾아냈다. 연구팀에 따르면 블랙홀과 S4716의 거리는 약 100AU(1AU=지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞)로 천문학적인 관점에서는 가깝다.  

논문의 주요저자인 플로리안 파이스커 박사는 "S2는 마치 영화관에서 당신 앞에 앉은 덩치 큰 사람처럼 행동한다"면서 "이 때문에 우리은하 중심을 관측하는 시야가 S2에 의해 자주 가려지지만 잠깐의 순간 우리는 블랙홀의 주변을 관측할 수 있었다"고 설명했다.


이어 "초거대질량 블랙홀 근처에서 별이 그렇게 가깝고 빠르며 안정적 궤도에 있다는 것을 전혀 예상치 못했다"면서 "이번 발견은 우리은하 중심부에서 빠르게 움직이는 별의 기원과 진화에 대한 새로운 시각을 제공한다"고 덧붙였다. 

 

박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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