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2018년 5월 17일 목요일

우주 이야기 785 - 가장 빠른 속도로 성장하는 블랙홀



(A bright, supermassive black hole. Credit: NASA)
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 천문학자들이 역대 가장 빠른 속도로 물질을 흡수하는 블랙홀을 발견했습니다. 호주 국립대 천문학 및 천체물리학과 ANU Research School of Astronomy and Astrophysics 연구팀은 지구에서 120억 광년 떨어진 우주 초기 블랙홀이 이틀에 태양 한 개 정도의 질량을 흡수하는 모습을 포착했습니다.


 이 블랙홀은 이미 태양 질량의 200억 배의 질량을 지닌 것으로 추정되 역대 가장 큰 블랙홀 가운데 하나이지만, 지금도 백만년 간 1% 씩 질량이 늘어나고 있습니다. 은하의 나이를 생각하면 이는 엄청나게 빠른 속도입니다. 하지만 사실 블랙홀의 중력에 끌려온 물질 가운데 상당수는 블랙홀로 흡수되지 않고 제트의 형태로 방출됩니다. 다시 말해 그만큼 이 블랙홀 주변에 물질이 많다는 이야기죠.
 따라서 이 블랙홀은 강력한 제트를 뿜어 내면서 밝게 빛나고 있습니다. 만약 이 블랙홀이 우리 은하계 중심에 위치한다면 지구에서도 보름달보다 10배 밝게 보일 것이라고 합니다. 이 경우 블랙홀의 밝기 때문에 밤에 별이 잘 보이지 않을 것입니다. 덕분에 지구에서도 관측이 가능한 것이죠. (참고로 관측은 ANU의 SkyMapper telescope로 이뤄지고 다른 망원경 및 가이아 관측 데이터를 통해서 확인됨)


 물론 이런 블랙홀은 우주의 역사에서 가장 초기에 나타나는 존재입니다. 초기 은하는 별이나 블랙홀은 별로 없지만, 가스는 풍부해 흡수할 수 있는 물질 자체도 많았고 은하간 충돌 같은 극적인 이벤트도 자주 생겼습니다. 하지만 그럼에도 우주 초기에 이렇게 거대한 질량을 지닌 블랙홀이 등장할 수 있다는 점은 놀랍습니다.


 하지만 이 블랙홀 역시 계속해서 같은 속도로 물질을 흡수할 수는 없을 것입니다. 결국 흡수할 수 있는 물질을 대부분 흡수하고 난 후 활동성이 떨어져 서서히 밝기도 같이 줄어들게 될 것입니다. 그러나 이미 흡수한 물질이 많기 때문에 앞으로 태양 질량의 수백억 배의 거대 질량 블랙홀로 남게 될 것입니다. 과연 이런 초거대 질량 블랙홀은 어떻게 생성되는지도 흥미로운 연구 주제일 것 같습니다.



​참고

 Discovery of the most ultra-luminous QSO using Gaia, SkyMapper and WISE. arXiv:1805.04317 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1805.04317


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