우주 이야기 592 - 굶주린 블랙홀

(Credit X-ray: NASA/CXC/Univ of Sydney/R.McElroy et al, Optical: ESO/CARS Survey)

 블랙홀은 그 자체로 관측이 거의 불가능합니다. 우리가 관측할 수 있는 것은 블랙홀로 물질이 빨려들어갈 때 나오는 제트나 에너지 혹은 블랙홀이 행사하는 중력입니다. 은하 중심에 있는 거대 질량 블랙홀 역시 마찬가지입니다. 여기서 나오는 에너지는 흡수하는 보통 흡수하는 물질의 양에 비례합니다. 막대한 물질을 흡수하면서 제트와 에너지를 내뿜는 은하 중심 블랙홀은 AGN (active galactic nuclei) 라고 불립니다. 

 과학자들은 찬드라 X선 위성을 비롯해 다양한 망원경 데이터를 이용해서 수많은 AGN를 관측했습니다. 보통 이런 AGN은 인간이 관측할 정도로 짧은 시간 동안 큰 변화를 보이지 않지만, 예외는 항상 있게 마련입니다. 오늘 소개할 Markarian 1018 이라는 AGN은 10년도 안되는 주기 동안 그 밝기가 극적으로 변했습니다. 

 이 은하 중심 블랙홀은 1980년 대에 5년 정도 사이에 갑자기 밝아졌다 어두워졌는데, 당시에는 지금같은 관측 장비가 없어 상세한 관측은 이뤄지지 못했습니다. 그러다 2010년에서 2016년 사이 다시 밝기 변화가 있었고 이번에는 찬드라와 유럽 남방 천문대의 VLT를 비롯한 다양한 관측 장비들이 이 블랙홀을 향했습니다. 

 이번 연구에서 밝혀진 바에 의하면 이 밝기 변화는 굶주린 블랙홀이 주변에 있던 별 하나를 흡수하면서 생긴 이벤트가 아니라고 합니다. VLT 관측 결과는 그 가능성을 배제했습니다. 허블 우주 망원경 및 찬드라 관측 데이터는 블랙홀 앞을 지나는 가스 구름 등에 의한 가능성도 배제했습니다. 

 현재 가장 가능성 있는 설명 가운데 하나는 바로 유입되는 물질이 다른 블랙홀에 의해서 주기적으로 방해를 받는 경우입니다. 이 경우 실제로 거대 질량 블랙홀이 두 개일 가능성이 있습니다. 하지만 아직 이 가설을 검증할만큼 정밀한 관측은 이뤄지지 못했습니다. 

 주기적으로 밝기가 변하는 독특한 블랙홀은 과학자들의 관심을 모으고 있습니다. 언젠가 그 비밀이 풀리게 되는 날이 올 것으로 생각합니다. 

참고 

R. E. McElroy et al. The Close AGN Reference Survey (CARS), Astronomy & Astrophysics (2016). DOI: 10.1051/0004-6361/201629102 , https://arxiv.org/abs/1609.04423

B. Husemann et al. The Close AGN Reference Survey (CARS), Astronomy & Astrophysics (2016). DOI: 10.1051/0004-6361/201629245 , https://arxiv.org/abs/1609.04425

 http://phys.org/news/2016-11-markarian-starvation-diet-black-hole.html#jCp