폭주 블랙홀, 새로 태어난 별들의 흔적을 뒤에 남기고 우주를 질주하는 모습 포착

천문학자들이 폭주 블랙홀을 발견했는데, 이는 초대질량 블랙홀이 자신의 은하에서 방출될 수 있다는 최초의 관측 증거일 가능성이 있습니다. 천문학자들은 마치 고향 은하계에서 튀어나온 것처럼 보이는 폭주하는 초거대질량 블랙홀을 발견했으며, 그 뒤를 따라 별들의 사슬을 따라 우주를 질주하고 있습니다. 과학 학술지에 발표된 연구팀의 연구에 따르면, 이번 발견은 초거대 블랙홀이 자신의 은하계에서 방출되어 성간 공간을 배회할 수 있다는 최초의 관측 증거를 제공합니다. 연구진은 허블우주망원경을 이용해 지구에서 약 75억 광년 떨어진 왜소은하 RCP 28을 관찰하던 중 폭주 블랙홀이 밝은 빛줄기임을 발견했습니다. 후속 관찰에 따르면 이 줄무늬의 길이는 200,000광년 이상(은하 폭의 약 두 배)이며, 활발하게 별을 형성하는 압축가스로 만들어진 것으로 생각됩니다.

 

이 가스는 태양 질량의 2천만 배로 추정되는 블랙홀을 따라가며 모은하로부터 시속 560만km, 즉 음속의 약 4,500배에 달하는 속도로 멀어지고 있습니다. 나사의 발표에 따르면 이 속도는 지구에서 달까지 약 14분 만에 이동할 수 있을 만큼 빠릅니다. 연구원들에 따르면, 이 줄무늬는 일반적으로 초대질량 블랙홀이 위치하는 은하의 중심을 가리킵니다. 예일대학교 물리학 및 천문학과 교수이자 연구를 주도한 피터 반 도쿰은 "우리는 허블 이미지에서 은하계의 중심을 가리키는 가는 선을 발견했다"라고 말했습니다. 또한 하와이의 켁 망원경을 이용하여 선과 은하가 연결되어 있음을 발견했으며 특징을 자세히 분석한 결과, 은하계에서 분출되어 가스의 흔적을 남기고 있는 매우 거대한 블랙홀이 자신들이 보고 있는 것이라고 유추했습니다. 그리고 그 뒤를 이어 새로 형성된 별들이 있다고 주장했습니다.

 

방출된 블랙홀의 꼬리 확인

전부는 아니지만 대부분의 큰 은하들은 중심에 초대질량 블랙홀을 가지고 있습니다. 활성 초거대 블랙홀은 종종 고속으로 물질 제트를 발사하는데, 이는 연구자들이 발견한 것과 표면적으로 유사한 빛의 줄무늬로 볼 수 있습니다. 이것을 천체 물리학적 제트라고 합니다. 이것이 그들이 관찰한 것이 아니라는 것을 확인하기 위해 반 도쿰과 연구팀은 이 연속성을 조사한 결과 천체물리학적 제트기의 숨길 수 없는 징후가 전혀 없다는 것을 발견했습니다. 연구진에 따르면, 천체물리학적 제트는 방출원에서 멀어질수록 약해지는 반면, 잠재적인 초대질량 블랙홀 꼬리는 실제로 은하의 기원점으로 보이는 곳에서 멀어질수록 더욱 강해진다고 합니다. 또한, 블랙홀에 의해 발사된 천체물리학적 제트는 그 근원지로부터 부채꼴 모양으로 뻗어 나가는 반면, 이 흔적은 선형으로 남아 있는 것으로 보입니다. 연구팀은 이 줄무늬에 가장 잘 맞는 설명은 은하계를 둘러싸고 있는 가스를 통해 폭발하는 초대질량 블랙홀이 그 여파로 별 형성을 촉발할 만큼 가스를 압축한다는 것이라고 결론지었습니다. 반 도쿰 박사는 "만약 확인된다면 초대질량 블랙홀이 은하계에서 탈출할 수 있다는 명확한 증거를 갖게 되는 최초의 사례가 될 것"이라고 말했습니다.

 

블랙홀이 움직이고 있다

폭주하는 초대질량 블랙홀이 확인되면 천문학자들이 대답해야 할 다음 질문은 이러한 괴물같은 물체가 "어떻게 자신의 은하계에서 방출되는지"입니다. 반 도쿰은 "우리가 본 모든 것을 설명하는 가장 그럴듯한 시나리오는 삼체 상호작용으로 인한 새총이다"라고 말하며, "질량이 비슷한 세 개의 물체가 중력적으로 상호 작용할 때 상호 작용은 안정적인 구성으로 이어지지 않고 일반적으로 쌍성체의 형성과 세 번째 물체의 방출로 이어진다"고 설명했습니다. 이는 폭주 블랙홀이 한때 희귀한 초대질량 블랙홀 쌍성의 일부였으며, 은하계 합병 중에 세 번째 초대질량 블랙홀이 이 파트너십에 도입되어 점유자 중 한 명을 내쫓았다는 것을 의미할 수 있습니다. 천문학자들은 이러한 대규모 폭주가 얼마나 흔한지 확신하지 못합니다. 반 도쿰은 "분출된 초거대질량 블랙홀은 50년 동안 예측되었지만 명확하게 관찰된 적은 없다"라고 말하며, "대부분의 이론가들은 거기에 많은 블랙홀이 있을 것이라고 생각한다"고 덧붙였습니다. 이어 "신비한 줄무늬 끝에 블랙홀이 있다는 직접적인 증거를 찾으려면 다른 망원경을 이용한 추가 관찰이 필요하다"라고 전했습니다.