우주 이야기 822 - 빛의 1/3의 속도로 블랙홀에 흡수되는 물질

(Characteristic disc structure from the simulation of a misaligned disc around a spinning black hole. Credit: K. Pounds et al. / University of Leicester)

과학자들이 블랙홀로 빛의 1/3의 속도로 블랙홀로 바로 흡수되는 물질을 포착하는데 성공했습니다. 레스터 대학의 켄 파운즈 교수(Professor Ken Pounds of the University of Leicester)가 이끄는 연구팀은 ESA의 XMM-Newton 관측 데이터를 이용해 지구에서 10억 광년 떨어진 활동성 은하핵 (active galactic nucleus)을 지닌 은하인 PG211+143을 연구했습니다. 

 이 은하의 중심에는 매우 활발하게 물질을 흡수하는 거대 질량 블랙홀이 있습니다. 하지만 보통 블랙홀로 빨려 들어가는 물질은 직선 최단 거리로 바로 들어가는 것이 아니라 블랙홀 주변을 공전하며 강착 원반을 형성합니다. 그런데 사실 강착 원반 역시 한 개의 단순한 고리가 아니라 여러개의 원반으로 구성된 경우가 많습니다. 

 연구팀은 PG211+143의 중심 블랙홀에서 두 디스크가 충돌하면서 공전 궤도를 이탈한 물질이 블랙홀 방향으로 엄청난 속도로 떨어지고 있다는 증거를 발견했습니다. 그 속도는 빛의 30% 정도로 블랙홀의 사상의 지평면 지름의 20배 정도 거리에서 이런 엄청난 속도로 블랙홀로 돌진하고 있었습니다. 물론 이렇게 빠른 속도로 추락하는 이유는 블랙홀의 강력한 중력 때문입니다. 

 과학자들은 블랙홀이 단순한 검은 구멍이 아니라는 사실을 잘 알고 있습니다. 블랙홀 자체는 물론이고 그 주변에는 매우 복잡한 구조물이 있습니다. 비록 블랙홀까지의 거리가 너무 멀어 관측에 어려움이 있지만, 과학자들은 하나 씩 그 비밀을 풀어나갈 것입니다.

 참고 

K A Pounds et al. An ultra-fast inflow in the luminous Seyfert PG1211+143, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2018). DOI: 10.1093/mnras/sty2359

https://m.phys.org/news/2018-09-falling-black-hole-percent.html