우주 이야기 269 - 폭풍흡입 블랙홀

 블랙홀은 빛마저도 빨아들이는 검은 구멍이라는 인식 때문에 뭐든지 다 게걸스럽게 먹어치우는 우주의 괴물이라는 이미지가 강합니다. 그런데 최근 천문학자들이 발견한 바에 의하면 블랙홀이 기존에 생각했던 것 보다도 더 빠르게 물질을 흡수할 수 있다고 합니다. 그 주인공은 지구에서 약 1200 만 광년 정도 떨어진 은하 NGC7793 에 있는 블랙홀 P13 으로 연구자들에 의하면 매분 핫도그 100 X 10 억 X 10 억개 분량을 집어 삼킬 수 있다고 하네요. 

(블랙홀 P13 이 동반성에서 가스를 흡입하는 모습을 나타낸 랜더링 이미지 A rendering of what Black Hole P13 would look like close up. Credit: by Tom Russell (ICRAR) using software created by Rob Hynes (Louisiana State University).)  

 국제 전파 천문학 연구 센터의 천문학자 로베르토 소리아 (International Centre for Radio Astronomy Research astronomer Dr Roberto Soria) 와 그의 동료들은 이와 같은 내용을 저널 네이처지에 발표했습니다. 연구팀은 처음 P13 을 발견했을 때 (거리로 봤을 때 매우 밝은 블랙홀이라는 것을 알 수 있는데 블랙홀이 밝다는 이야기는 블랙홀로 빨려들어가는 물질이 많아서 이 물질들이 빨려들어가기 전 높은 에너지와 제트를 뿜어 낸다는 이야기) 이 블랙홀이 생각보다 밝은 이유가 단지 이 블랙홀이 크기 때문이라고 생각했다고 합니다. 

 하지만 연구를 거듭한 결과 P13 이 실제로는 소형 블랙홀에 불과하지만 태양의 100 만배 이상 밝기로 빛난다는 사실을 발견했습니다. 이것은 기존의 이론으로는 예측되지 않았던 일로써 실제 블랙홀이 빨아들일 수 있는 물질의 양이 우리의 생각보다 많다는 증거로 받아들여지고 있습니다. 아마도 이 블랙홀은 기존의 생각보다 10 배나 많은 물질을 흡입하는 것으로 보입니다.  

(NGC 7793 은하 및 P13 의 광학 이미지  Primary Image: This is a combined optical/X-ray image of NGC 7793. Inset image: This is a rendering of what P13 would look like close up. Credit: X-ray (NASA/CXC/Univ of Strasbourg/M. Pakull et al); Optical (ESO/VLT/Univ of Strasbourg/M. Pakull et al); H-alpha (NOAO/AURA/NSF/CTIO 1.5m). Insert Image: created by Tom Russell (ICRAR) using software created by Rob Hynes (Louisiana State University).) 

 P13 은 태양질량의 15 배가 넘지 않는 블랙홀로 태양 질량의 20 배 정도 되는 동반성과 64 일을 주기로 공전하고 있습니다. 그리고 강력한 중력으로 동반성에서 가스를 흡입하는 중입니다. 그러나 너무 많은 가스를 한꺼번에 흡입하는 중이기 때문에 막대한 가스들이 소용돌이 치면서 주변에 원반 모양의 물질의 흐름인 강착 원반을 형성하고 있습니다. 또 블랙홀로 빨려들어가다가 미처 사상의 지평면 안으로 들어가지 못하는 물질들은 양 축의 제트의 형태로 뿜어져 나오게 됩니다. 이들은 엄청난 열에너지를 가지고 있어서 X 선 영역에서 관측이 가능합니다. 

 소리아 박사는 P13 을 일본의 많이 먹기 챔피언인 고바야시 타케루 (Takeru Kobayashi, 작은 체구를 지닌 사람) 와 비교했습니다. "핫도그 먹기의 전설인 고바야시 타케루가 우리에게 보여주었듯이 크기가 먹기 경쟁의 세계에서 모든 것을 결정하지 않는다. 작은 블랙홀이라도 가스를 놀라운 속도로 먹어치울 수 있는 것이다 As hotdog-eating legend Takeru Kobayashi famously showed us, size does not always matter in the world of competitive eating and even small black holes can sometimes eat gas at an exceptional rate "  라고 소리아 박사는 언급했습니다. 

 이 블랙홀은 우리식으로 말하면 폭풍 흡입을 하는 중이라고 할 수 있는데 작은 체구라고 해서 많이 먹지 못할 것이라는 편견을 깨뜨린 주인공이라고 할 수 있겠습니다. 물론 폭풍흡입이 항상 좋은 건 아니지만 말이죠. 

 참고 

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141008131340.htm

Journal Reference:

1. C. Motch, M. W. Pakull, R. Soria, F. Grise, G. Pietrzyński. A mass of less than 15 solar masses for the black hole in an ultraluminous X-ray source. Nature, 2014; 514 (7521): 198 DOI: 10.1038/nature13730