우주 이야기 1260 - 지구에서 두 번째로 가까운 거대 질량 블랙홀 포착

(The ultra-faint Milky Way companion galaxy Leo I appears as a faint patch to the right of the bright star, Regulus. Credit: Scott Anttila Anttler)

과학자들이 뜻밖의 장소에서 지구에서 두 번째로 가까운 거대질량 블랙홀을 포착했습니다. 지구에서 82만 광년 거리에 있는 레오 I (Leo I) 은하는 이름처럼 사자 자리 방향에 있는 희미한 왜소 은하로 우리 은하의 먼 위성 은하로 생각되고 있습니다. 질량은 태양의 2000만 배 이상으로 은하 기준으로 봤을 때 매우 작은 은하라고 할 수 있습니다.

따라서 중심부에 있는 블랙홀 역시 작을 것으로 생각할 수 있으나 과학자들은 여기에 생각보다 큰 블랙홀이 숨어 있다는 증거를 발견했습니다. 하버드 스미스소니언 천체물리학 연구소의 파비오 파우치(Fabio Pacucci)와 아비 뢰브 (Avi Loeb)는 레오 I 은하 중심에 태양 질량의 300만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀인 사자자리 I* (Leo I*)가 있다는 증거를 발견했습니다.

연구팀은 레오 I 은하의 별의 움직임과 적색 거성의 바람의 움직임을 관측해 사자자리 I*의 존재를 확인했습니다. 이 블랙홀의 강력한 중력은 항성풍을 내뿜는 주변의 적색 거성까지 영향을 미치고 있었습니다. 물질의 흐름을 확인한 연구팀은 거대한 중력을 행사하지만, 보이지 않는 블랙홀의 정체를 밝힐 수 있었습니다.

이제까지 과학자들은 우리 은하 중심 블랙홀인 궁수자리 A* 다음으로 가까운 거대 질량 블랙홀은 200만 광년 떨어진 안드로메다 은하에 중심 블랙홀이라고 생각했습니다. 하지만 이번 발견으로 더 가까운 곳에 거대 질량 블랙홀이 있을 가능성이 커졌습니다.

다만 어떻게 거대 블랙홀이 질량이 얼마 되지 않는 왜소 은하 중심에서 성장할 수 있는지는 아직 설명하기 어렵습니다. 이 비밀을 밝히는 것이 과학자들의 다음 목표가 될 것입니다. 과연 무슨 사연이 숨어 있는지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-11-astrophysicists-second-closest-supermassive-black-hole.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Leo_I_(dwarf_galaxy)

Accretion from Winds of RGB Stars May Reveal the Supermassive Black Hole in Leo I, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b21

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