우주 이야기 1655 - 은하 중심에서 벗어난 떠돌이 거대 질량 블랙홀

 (This artist's concept visualizes a tidal disruption event, which occurs when a star passes fatally close to a supermassive black hole. Crumbs of the splintering star heat up as they swirl around the black hole, creating a glow astronomers can see from far across the cosmos, and the black hole launches a relativistic jet into space. Credit: NRAO/AUI/NSF/NASA)

​

(Top: archival composite g, r, i image from LS DR10, with the position of the transient (blue circle) and host galaxy (marked with the black + symbol). Bottom: composite u, g, i image of TDE 2025abcr, taken with LDT on 2025 December 14. The transient (circled in blue) is significantly offset (9."5/9.3 kpc) from the center of the host galaxy WISEA J014656.04-152214.7. Credit: The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae77f3)

​

​

은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배나 그보다 더 거대한 은하 중심 블랙홀이 존재합니다. 하지만 은하가 충돌 후 합체되는 과정에서 은하 중심 블랙홀이 두 개 공존하거나 중심부에서 이탈하는 경우를 볼 수 있습니다.

​

노스캐롤라이나 대학교 채플힐 캠퍼스(University of North Carolina at Chapel Hill)의 천문학자 연구팀은 은하 중심에서 수만 광년 떨어진 곳에 위치한 극히 드문 "떠돌이" 블랙홀을 발견했습니다. 이 발견은 별이 거대한 블랙홀에 빨려 들어갈 때 나오는 강력한 에너지인 조석 파괴 현상 (TDE, Tidal disruption events) 덕분에 가능했습니다.

​

사실 은하 중심 블랙홀이라고 해서 모두가 먼 거리에서 관측 가능한 강력한 제트를 뿜어내는 것은 아니며 더욱이 은하 중심에 있지 않은 경우 다른 신호와 구분하기 힘들 수 있습니다. 하지만 평균적으로 은하계에서 10만 년에 한 번 정도 일어나는 TDE를 우연히 관측한 덕분에 숨은 거대 질량 블랙홀을 관측할 수 있게 됐습니다.

​

참고로 천문학자들은 지난 10년 동안 100건이 넘는 이러한 현상을 관측했지만, 대부분 은하 중심부에서 발견되었습니다. 하지만 연구팀이 발견한 TDE 2025abcr은 달랐습니다. TDE 2025abcr은 거대 은하 중심에서 약 3만 광년 떨어진 곳에서 발견됐는데, 이는 광학적으로 관측된 TDE 중 은하 중심에서 가장 먼 거리에서 관측된 사례입니다.

​

이 떠돌이 블랙홀은 태양 질량의 약 백만 배에 달하는 것으로 추정됩니다. 아마도 먼 과거에 두 은하가 합쳐진 후 남겨진 잔해이거나, 혹은 합체 후 은하 중심 근처의 다른 블랙홀과의 중력 상호작용으로 인해 바깥쪽으로 튕겨져 나온 것으로 추정됩니다.

​

연구팀은 이번 연구에 AI를 활용했습니다. 메릴랜드 대학교와 NASA 고다드 우주비행센터의 로버트 스타인이 개발한 tdescore라는 AI 분류 도구를 사용하여 방대한 양의 망원경 데이터를 분석하고 그중 TDE 후보를 식별했습니다. 덕분에 사람이 수작업으로 방대한 데이터를 분석할 필요 없이 짧은 시간 내에 드문 현상을 포착할 수 있게 됐습니다.

​

이를 통해 확인한 TDE를 분석하기 위해 노스캐롤라이나 연구팀은 칠레에 있는 SOAR(Southern Astrophysical Research, 남방 천체물리학 연구) 망원경을 사용했습니다. SOAR 망원경은 캐롤라이나 대학이 건설에 참여했고, 현재 국제 컨소시엄의 일원으로 운영되고 있는 4.1미터 망원경입니다.

​

연구팀은 TDE 2025abcr이 매우 드문 떠돌이 거대 질량 블랙홀이지만, 마지막은 아닐 것으로 보고 있습니다. 현재 발사 대기 중인 로만 우주 망원경을 비롯한 차세대 우주 망원경과 지상 망원경의 성능을 감안하면 이런 드문 현상이 훨씬 더 많이 관찰될 것입니다. 그리고 이를 통해 은하의 합체와 거대 질량 블랙홀의 합체에 대해 더 많은 사실을 알아낼 수 있을 것으로 기대합니다.

​

​

참고

​

https://phys.org/news/2026-07-astronomers-universe-rarest-black-hole.html

​

Robert Stein et al, TDE 2025abcr: A Tidal Disruption Event in the Outskirts of a Massive Galaxy, The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae77f3