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우주 이야기 1182 - 떠돌이 블랙홀 발견


 

(HST image in the F814W (I-band) filter of an 800 ×800 region centered on MOA-11-191/OGLE-11-0462, obtained at our final epoch in 2017 August. North is at the top, east on the left. Encircled in green is the source star, now returned to baseline luminosity. The site is resolved into the source, a much brighter neighboring star 0.004 to the WNW, and several nearby fainter stars. The inner cyan circle has a diameter of 100, corresponding to the typical best seeing in ground-based microlensing survey images; the outer cyan circle’s diameter is 200, which is not unusual seeing. The source, bright neighbor, and several fainter stars are generally blended in ground-based frames, and the blending increases with seeing. Credit: https://arxiv.org/pdf/2201.13296.pdf)



 다른 동반성 없이 혼자 있으면서 물질도 흡수하지 않는 항성 질량 블랙홀은 진짜 우주의 검은 구멍이기 때문에 망원경으로 관측이 불가능에 가깝습니다. 블랙홀 자체가 내는 빛이 없기 때문입니다. 하지만 방법은 있습니다. 만약 블랙홀이 별 앞을 우연히 지나간다면 빛을 굴절시키거나 흡수해 마이크로 중력 렌즈 효과를 일으키기 때문에 그 존재를 알아낼 수 있습니다. 하지만 항성 질량 블랙홀은 매우 작고 우주는 너무 넓기 때문에 우연히 이를 포착하는 일이 매우 어려운 것입니다. 



 과학자들은 2011년에 가능성 있는 후보를 찾아냈으나 이를 검증하는데는 실패했습니다. 별의 밝기는 다양한 이유로 변할 수 있어 정말 블랙홀이 앞으로 지나가면서 일으킨 현상인지 파악하기 어렵기 때문입니다. 하지만 국제 과학자팀은 포기하지 않고 계속해서 허블 우주 망원경 데이터를 분석하면서 가능한 후보를 찾았습니다. 



 그 결과 MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462라는 항성 질량 블랙홀을 찾아내는데 성공했습니다. 지구에서 5150광년 정도 떨어진 블랙홀로 질량은 태양의 7배 정도로 추정됩니다. (사진) 연구팀은 이 블랙홀의 상대 이동 속도가 초속 45km 정도라는 사실도 알아냈는데, 아마도 초신성 폭발로 인해 동반성에서 튀어나와 이동하는 떠돌이 블랙홀인 것으로 추정됩니다. 



 아마도 이런 항성 질량 블랙홀은 우주에 드물지 않을 것입니다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되고 지상 기반 거대 망원경도 하나씩 가동에 들어갈 예정이라 앞으로 더 많은 떠돌이 블랙홀이 발견될 것으로 예상됩니다. 




 참고 



https://phys.org/news/2022-02-free-floating-black-hole-roaming-interstellar.html


 Kailash C. Sahu et al, An Isolated Stellar-Mass Black Hole Detected Through Astrometric Microlensing. arXiv:2201.13296v1 [astro-ph.SR], arxiv.org/abs/2201.13296
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