우주 이야기 455 - 우리 은하계에 태양 10만 배 질량 블랙홀이 숨어 있다?

(Artist’s impression of the clouds scattered by an intermediate mass black hole.)

 우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대 블랙홀이 존재합니다. 이런 거대 질량 블랙홀(SMBH: SuperMassive Black Hole)은 은하마다 중심에 존재하는 것으로 생각됩니다. 은하의 중심은 가장 많은 가스와 먼지가 모이는 곳으로써 거대한 블랙홀이 성장할 수 있는 환경이기 때문이죠. 

 그런데 일본 케이오 대학의 오카 토모하루 교수(Tomoharu Oka, a professor at Keio University in Japan)가 이끄는 연구팀이 노베야마 45m 구경 전파 망원경(Nobeyama 45-m Radio Telescope)을 비롯한 전파 망원경 연구를 통해 어쩌면 이 은하 중심의 거대질량 블랙홀에 인접해서 태양 질량의 10만 배에 달하는 질량을 가진 위성 블랙홀이 있을지도 모른다는 주장을 내놓았습니다. 

 이 주장의 배경은 은하 중심 블랙홀에서 불과 200광년 떨어진 거대 가스 구름인 CO-0.40-0.22의 관측 결과 나온 것입니다. 이 구름을 18개 분자에 걸친 21개의 스펙트럼 라인에서 관측한 결과 구름의 분자의 분포와 속도가 매우 다양하다는 결론이 나왔습니다. 이와 같은 이상한 움직임은 주변 별과 블랙홀의 중력으로 설명하기 어려운 것이었습니다. 

((a) The center of the Milky Way seen in the 115 and 346 GHz emission lines of carbon monoxide (CO). The white regions show the condensation of dense, warm gas. (b) Close-up intensity map around CO-0.40-0.22 seen in the 355 GHz emission line of HCN molecules. The ellipses indicate shell structures in the gas near C0-0.40-0.22. (c) Velocity dispersion diagram taken along the dotted line shown above. The wide velocity dispersion of 100 km/s in CO-0.40-0.22 stands out.)

 연구팀은 이와 같은 가스 구름의 움직임의 이상이 태양 질량의 10만 배 수준의 거대 블랙홀이 있으면 해결될 수 있다고 결론 내렸습니다. 즉 어딘가 중력을 행사하는 물질이 존재한다는 것이죠. 

 흥미로운 주장이기는 하지만, 그렇다면 왜 이 블랙홀에서 나오는 X선 신호를 비롯한 전파 신호를 확인할 수 없는지도 같이 연구가 필요할 것입니다. 더 많은 연구를 진행해야 실제로 거기에 블랙홀이 있는지 아니면 다른 이유로도 설명될 수 있는 이상인지 검증될 것입니다. 

 참고

"Signature of an Intermediate-Mass Black Hole in the Central Molecular Zone of Our Galaxy," T. Oka et al., 2016 Jan. 1, Astrophysical Journal Letters iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/816/1/L7 , On Arxiv: arxiv.org/abs/1512.04661 

http://phys.org/news/2016-01-largest-black-hole-milky-link.html#jCp