우주 이야기 631 - 별을 잡아먹는 거대 질량 블랙홀

(A black hole devouring a star. Credit: NASA)

 은하계의 중심부는 물질의 밀도가 가장 높습니다. 그런 만큼 거대 질량 블랙홀이 존재해서 은하 전체에 영향을 미치고 있습니다. 종종 이 블랙홀로 별이 다가간 후 중력의 차이에 의해 별이 산산히 조각나 흡수되는 TDE (Tidal Distruption Events) 역시 그 중 하나입니다. 사실 TDE는 흔히 생기는 일은 아니며 일반적인 은하에서는 1만년에서 10만년마다 한 번 발생하는 것으로 추정됩니다. 그래도 은하의 수명이 매우 길기 때문에 수많은 별을 잡아먹으면서 점차 질량이 커지는 것이죠. 

 최근 세필드 대학 (University of Sheffield)의 연구팀은 충돌 중인 15개의 은하 데이터를 분석해서 TDE가 이런 은하에서는 생각보다 아주 흔하게 발생한다는 사실을 발견했습니다. 

 은하는 충돌과 합체를 통해서 점점 커지는 데 우리 은하 역시 예외는 아닙니다. 과거 우리 은하 역시 충돌을 통해 커졌고 수십 억년 후에는 다시 안드로메다 은하와 충돌해서 하나의 거대한 은하로 진화할 것으로 예상되고 있습니다. 

 이렇게 충돌 중인 은하는 서로 간에 중력에 의해 수많은 별의 궤도가 변경되면서 은하 중심 블랙홀에 근방으로 많은 별이 접근하게 됩니다. 따라서 잡아 먹히는 별이 많다는 것 자체는 놀랄일이 아니지만, 연구팀의 추정으로는 100배나 더 많은 별이 블랙홀에 최후를 맞이하게 된다고 합니다. 

 특히 흥미로운 부분은 17억 광년 떨어진 은하인 F01004-2237로 2010년과 2015년 사이에 두 번의 플레어가 관측되었습니다. 이는 5년 사이 최소한 두 개의 별이 잡아먹혔다는 증거입니다. 보통 별이 흡수되는 비율을 생각하면 폭식하는 수준의 흡수라고 할 수 있습니다. 

 이 연구 결과는 먼 미래 우리 은하계와 안드로메다 은하의 별 역시 수없이 블랙홀에 잡아먹힐 것이라는 점을 시사하고 있습니다. 물론 은하계에 별이 워낙 많기 때문에 사라지는 별은 극히 일부에 불과하지만, 태양계의 미래가 될 가능성도 0%는 아니라는 점이 흥미롭습니다. 물론 적어도 30억 년 이후에 걱정할 문제입니다. 

 참고 

A tidal disruption event in the nearby ultra-luminous infrared galaxy F01004-2237, Nature Astronomy, nature.com/articles/doi:10.1038/s41550-017-0061 

 https://phys.org/news/2017-02-stars-regularly-ripped-black-holes.html#jCp