태양 100억배 크기의 슈퍼 블랙홀 포착

■ 태양 100억배 크기의 슈퍼 블랙홀 포착

 

● 미국 항공 우주국 나사(NASA)는 지구로부터 39억 광년 떨어진 'RX J1532'이라 불리는 은하단 중심부에 위치한 초질량 슈퍼 블랙홀(Super black hole)의 모습을 2014.01.28일 공개했다. 나사 측이 찬드라 우주 망원경과 허블 우주 망원경으로 포착한 이 블랙홀은 태양 보다 질량이 100억 배 이상 큰 것으로 알려졌다. 공개된 사진에서 가운데 부분이 블랙홀(black hole)이며, 그 주위로 수천억 개의 별들이 모여있는 대집단인 은하가 회오리처럼 휘감겨 있다.

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나사(NASA) 측은 "이 사진은 찬드라 우주 망원경의 X선 관측 부분과 허블 우주 망원경의 가시광 관측 영역을 합쳐 만든 이미지"라며 "정확한 규모를 측정하기 힘들지만, 역대 발견된 것 중 가장 큰 질량을 가진 블랙홀 중 하나"라고 설명했다. 가장 큰 규모의 초질량 블랙홀 '슈퍼 블랙홀'이 포착되자 네티즌들의 시선은 집중됐다. 슈퍼 블랙홀 포착 사실을 접한 네티즌들은 "슈퍼 블랙홀 포착, 태양 크기 100억배라니 얼마나 큰거야" "슈퍼 블랙홀 포착, 블랙홀 듣기만 해도 무섭다" "슈퍼 블랙홀 포착, 태양 크기 100억배면 어느 정도?" 등의 반응을 보였다. (연합뉴스, 입력: 2014.01.29일)

● 미국 버클리 캘리포니아 대학의 천문학자들은 3억 광년 떨어진 곳의 타원 은하 무리 속에서 이 두 거대 블랙 홀을 발견했다고 2011.12.06일 발표했다. 지금까지 존재하는 것으로 알려진 것 중 가장 거대한 블랙 홀들을 발견한 것이다. 이 새 블랙 홀들은 하나가 우리 태양의 100억 배 크기에 달한다. 미국 버클리 캘리포니아 대학의 천문학자들은 3억 광년 떨어진 곳의 타원 은하 무리 속에서 이 두 거대 블랙 홀을 발견했다.

 

우주의 은하 스케일 상으로는 이 거리는 가까운 편이다. 지금까지 최대 블랙 홀은 태양 60억 개 크기였다. 2011.12.05일 네이쳐 지에 발표된 연구에서 과학자들은 이 블랙 홀들은 초기 우주를 꽉 채운 퀘이사(準星)들의 잔재일 수 있다는 생각을 밝혔다. 이것들은 질량에서 젊은 퀘이사와 유사하고 지금까지 잘 숨겨져 있었다는 것이다. 참가 과학자들은 지상 망원경과 허블 우주 망원경 및 텍사스 소재 슈퍼 컴퓨터를 사용했다. 블랙 홀은 슈퍼 사이즈의 별이 일생(一生)을 다해 붕괴되면서 만들어지며, 질량에 따른 중력이 너무 거대해 빛 조차도 거기에 붙잡혀 빠져나오지 못함으로 존재하면서도 보이지 않게 되는 공간이 되는 것이다.

 

거의 모든 은하는 그 중심에 보이지 않는 블랙 홀을 가지고 있으며, 은하가 클수록 그 블랙 홀도 커지는 것으로 생각되고 있다. 퀘이사(準星)는 가장 에너지를 많이 담고 있는, 가장 멀리 떨어져 있는 이 같은 은하 중심들 가운데 몇 개이다. "이처럼 끊임없이 빨아들이는 블랙 홀을 발견한다는 것은 마치 화석 상의 뼈로만 가능하다고 추론되는 3미터 거인을 직접 목격하게 되는 것과 같다"고 한 참가 과학자는 말했다. (뉴시스, 입력: 2011.12.06)

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★ 은하 중심부에 있는 수퍼 블랙홀(Super black hole)은 거의 빛의 속도로 회전하고 있는 것으로 밝혀졌다. 2008년 01월 07-11일 미국 텍사스 오스틴에서 열린 미국 천문학 협회 세미나에서 미국 펜실베이니아 주립대 연구진은 미국 항공 우주국(NASA)의 X선 천체 망원경으로 관측한 블랙홀 현상을 이같이 발표했다. 연구진이 관측한 우리 은하 주변의 9개 거대 은하 속 수퍼 블랙홀은 빛에 가까운 속도로 하루 한 바퀴 회전한다. 수퍼 블랙홀의 회전은 우리 우주 공간 자체를 회전하게 만든다. 그때 수퍼 블랙홀로 엄청난 가스들이 빨려 들며 자기장 기둥을 만든다. 동시에 제트류가 방출된다. 제트류가 1초에 방출하는 에너지는 태양이 1초에 방출하는 양의 50배에 해당할 정도이다.

★ 스위스 취리히 대학 이론 물리학 교수 루시오 메이어는 2010년 08월 과학 전문지 네이처 최신호에 발표한 논문에서 초기 슈퍼 블랙홀은 약 140억년전 우주를 탄생시킨 `빅뱅’이 일어난 후, 약 10억년이 경과한 시기에 형성됐다고 발표했다. 짙은 가스 구름과 충돌해 흡수된 뒤, 중력 붕괴 과정을 거쳐 거대 블랙홀을 형성하는 초기 형태의 블랙홀을 발견했다고 밝혔다. 이는 중력으로 소형 물체들을 한꺼번에 빨아들이는 과정을 거쳐 단계적으로 더 큰 구조로 계속 팽창한다는 기존의 통설에 반하는 것이다. 은하계 중심의 가스와 먼지가 수축 과정을 거쳐 단단한 형태의 원반을 형성했으며, 이후 원반이 불안전해지면서 가스와 먼지가 다시 수축, 훨씬 고밀도의 구름을 만들어 궁극적으로는 슈퍼 블랙홀이 형성된 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 은하계와 거대 블랙홀이 우주 역사에서 볼 때, 매우 빨리 형성됐음을 보여주는 것이며, 은하계와 중앙의 블랙홀이 나란히 팽창하고 있다는 기존의 표준 이론에 정면 배치되는 만큼 이번 연구결과가 맞다면 기존 이론은 마땅히 수정돼야 한다. 블랙홀이 은하계 보다는 훨씬 빠른 속도로 형성되고 있다. 따라서, 블랙홀은 은하계 확대에 따라 아무런 영향을 받지 않을 수 있다. 앞서 과학자들은 초기 블랙홀을 발견한 이래, 모든 은하계의 중심에 슈퍼 블랙홀이 있으며, 이들 블랙홀의 일부는 태양 보다 수십억배가 큰 초대형 블랙홀이라는 결론을 내린 바 있다.

● 블랙홀(black hole)의 생성 : 태양보다 대략 30배 이상 큰 항성의 경우, 소멸하기 전(前)에 중심핵에서 핵융합 에너지의 생성이 중단되고, 자체 중력을 이기지 못해 빠른 속도로 붕괴하며 결국 초신성 폭발로 이어진다. 초신성 폭발 후 남은 중심 핵의 질량이 자체 중력을 이기지 못할 경우, 결국 계속해서 압축되며, 중성자별이 생긴다. 하지만, 중성자별이 생길만한 자체 중력을 훨신 웃도는 경우 항성의 찌꺼기는 계속해서 압축되고, 중력이 무한한 한 점으로 수축되어 블랙홀(black hole)의 특이점이 생겨난다. 블랙홀이 생성되면 근처의 시공간은 변형된다.

● 블랙홀에 빨려 들어간 것은 정반대편으로의 다른 우주로 방출되는데, 그렇게 방출되는 쪽을 화이트홀(white hole)이라고 부른다. 이처럼 방출하는 블랙홀도 존재할 가능성이 있는데, 이것은 화이트홀 (white hole)이라고 부른다. 또 다른 우주로 연결되는 거대한 구멍이다. 이렇게 무한한 수의 우주가 서로 이어지고 있다.