(Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Washington/T.Dorn-Wallenstein et al.; Optical: NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler)
안드로메다 은하는 우리 은하보다 큰 거대 나선 은하로 점점 우리 은하에 가까워지고 있습니다. 비록 250만 광년이라는 먼 거리에도 불구하고 우리 은하에서 가장 가까운 대형 나선 은하라는 점 때문에 가장 잘 연구가 된 은하 가운데 하나이기도 합니다. 하지만 계속해서 새로운 발견이 이뤄지고 있습니다.
워싱턴 대학의 트레버 돈-발렌슈타인 (Trevor Dorn-Wallenstein of the University of Washington)과 그의 동료들은 나사의 찬드라 X선 위성 관측 데이터와 지상의 제니미 노스 망원경 데이터를 이용해서 안드로메다 은하에 있는 X선원이라고 생각했던 천체가 사실은 26억 광년 떨어진 두 개의 거대 질량 블랙홀이라는 사실을 발견했습니다.
LGGS J004527.30+413254.3 (J0045+41)라고 불리는 이 X선원은 사실 하나가 아니라 두 개이며 질량 합계가 태양 질량의 2억 배에 달하는 거대 질량 블랙홀입니다. 흥미로운 사실은 이 둘이 점점 가까워지고 있어서 가까운 미래에 하나로 합쳐질 것이라는 점입니다. 공전 주기는 80일과 320일 둘 중 하나인데, 어떤 것으로 보더라도 매우 가까운 위치에서 공전하고 있습니다. 따라서 천문학적으로는 매우 짧은 시간은 350년에서 36,000년 사이 이 둘은 하나의 블랙홀이 될 것으로 예상됩니다. 물론 그 순간에는 매우 강력한 중력파가 나와 지구에서도 검출이 가능할 것입니다.
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물론 어느 시점에 발생해도 현재 인류가 이를 검출하기는 불가능합니다. 이는 미래인류이 몫이 되겠죠. 하지만 이렇게 큰 블랙홀은 사실 충돌전에도 중력파의 형태로 에너지를 잃으면서 서로 가까워집니다. 이 과정은 Pulsar Timing Array 같은 새로운 중력파 검출 장치로 검출이 가능할지 모릅니다. 따라서 앞으로 이 블랙홀은 흥미로운 연구 과제가 될 것으로 보입니다.
두 개의 거대 블랙홀이 충돌 코스에 들어선 이유는 두 대형 은하의 충돌 때문으로 보입니다. 우리 은하 역시 안드로메다 은하와 가까워지고 있기 때문에 먼 미래에는 충돌할 것으로 예상되고 있습니다. 물론 수십 억년 후 미래지만, 우리 은하 중심 블랙홀과 안드로메다 중심 블랙홀 역시 이런식으로 서로 가까워지다 충돌하게 될 가능성이 크다는 점에서 더 흥미로운 소식입니다.
참고
A Mote in Andromeda's Disk: a Misidentified Periodic AGN Behind M31, arXiv:1704.08694 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1704.08694
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