우주 이야기 418 - 두 개의 중심 블랙홀을 지닌 은하

(Credit: NASA/CU-Boulder)

은하 중심에는 보통 거대 질량 블랙홀이 있습니다. 태양 질량의 100만배가 넘는 것부터 수십 억배에 이르는 것까지 질량은 다양하지만, 아무튼 엄청난 질량을 가진 블랙홀이라는 점은 모두 공통입니다. 이런 거대 질량 블랙홀은 일반적으로 은하에서 가장 밀도가 높은 중심부에서 물질을 대거 흡수한 블랙홀이 성장해서 생기는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 보통 한 개의 은하가 하나의 거대 질량 블랙홀을 가지는 것이 일반적입니다.

하지만 과학자들은 지금까지 관측을 통해서 12개 이상의 이중 거대 질량 블랙홀을 찾아냈습니다. 이들은 대개 다른 은하와의 충돌 과정에서 발생한 것으로 대개는 결국 합체되어 하나의 거대 질량 블랙홀로 성장하게 됩니다.

콜로라도 대학의 줄리에 코머포드(Julie Comerford)와 그녀의 동료들은 나사의 찬드라 X선 망원경을 통해서 지구에서 10억 광년 떨어진 은하의 이중 중심 블랙홀을 관측했습니다. 놀라운 사실은 두 블랙홀 가운데 하나는 별과 가스에 둘러쌓인 반면 하나는 거의 벌거벗은 상태로 노출되어 있다는 것입니다.

따라서 X선 영역에서 보면 위의 사진처럼 한 블랙홀은 물질을 많이 흡수하면서 X선을 방출해 밝게 보이는 반면 다른 블랙홀은 훨씬 어둡게 나타납니다. 블랙홀 하나는 폭식을 하고 있지만, 나머지 하나는 굶고 있기 때문이죠.

이런 이상한 구조가 어떻게 생성되었는지는 알기 어렵지만, 연구팀은 두 개의 은하가 충돌하는 과정에서 블랙홀 한 개가 주변의 가스와 별을 잃어버렸거나 혹은 드문 경우지만 은하 중심부에서 생긴 항성 질량 블랙홀이 성장해 커진 경우로 생각하고 있습니다.

아무튼 블랙홀에도 빈부격차(?)가 있는 셈인데, 승자 독식의 원리가 우주에서도 적용된 셈입니다.

참고

http://phys.org/news/2016-01-rare-galaxy-black-holes-starved.html

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