(합쳐지는 두 개의 퀘이사의 개념도. An artist’s concept of two colliding black holes, in the process of merging. Credit: NASA / CXC / A. Hobart. )
퀘이사의 정체는 블랙홀의 강착 원반의 수직 방향으로 분출되는 제트를 지구에서 본 것이라고 생각되고 있습니다. 즉, 활발한 은하 중심 블랙홀이 그 정체라는 것이죠. 그런데 이런 은하 중심 블랙홀 가운데는 두 개 이상이 있는 경우가 있습니다. 이는 은하 사이의 충돌과 합체로 인한 것으로 두 개의 거대 질량 블랙홀은 너무 가까이 다가서면 충돌해 하나가 됩니다. 이는 우주에서 가장 거대한 충돌 사건이라고 할 수 있습니다.
천문학자들은 지구에서 35억 광년 떨어진 위치에서 퀘이사 PKS 1302-102를 발견했습니다. 이 퀘이사는 주기적으로 밝기가 변하는데, 가장 가능성 있는 설명은 두 개의 블랙홀이라는 것입니다. 두 개의 블랙홀이 서로 공전하게 되면 주기적으로 밝기가 변하는 이유를 설명할 수 있습니다.
캘리포니아 공과대학의 매튜 그라함(Matthew Graham)은 이 두 개의 블랙홀이 이제 충돌하는 과정에 들어섰으며 만약 충돌하게 될 경우 초신성의 수백만배에 달하는 에너지를 중력파의 형태로 내놓게 될 것이라고 설명했습니다.
아인슈타인의 상대성 이론에 의해 존재가 예언된 중력파는 현재까지 확실히 검증을 하지는 못했습니다. 비록 이 두 개의 블랙홀의 합체가 엄청난 중력파를 내놓겠지만, 거리를 감안하면 이를 지구에서 검증하기는 매우 어려울 것으로 보입니다.
태양 질량의 수백 만배에 달하는 거대한 블랙홀 두 개가 합쳐지는 사건은 분명 엄청난 이벤트임에 분명합니다. 천문학자들은 이 사건이 천문학적인 기준으로 이제 임박한 1억 년 이내라고 보고 있습니다. 두 블랙홀은 이미 주변의 강착원반이 서로 간섭하는 단계에 접어든 것 같습니다. (위의 개념도)
사실 이미 두 블랙홀은 하나로 합쳐졌을 것입니다. 다만 그 사건을 지구에서 보려면 앞으로 1억년 정도는 더 지나야할 것입니다. 따라서 거대 블랙홀이 합체하는 그 순간은 지금 우리가 보기 힘들지만, 이 퀘이사를 발견한 덕분에 합쳐지기 이전에 어떤 일이 발생하는지는 지금도 연구가 충분히 가능할 것입니다.
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