우주에서 가장 큰 블랙홀은 무엇일까? 태양 질량의 400억 배 'TON 618'

블랙홀은 우주에서 가장 거대한 단일 물체 중 하나입니다. 하지만 "존재하는 블랙홀 중 가장 큰 것은 무엇이며, 얼마나 커질 수 있습니까?" 블랙홀의 크기에는 이론적인 한계가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 블랙홀은 너무 커서 빛조차 빠져나올 수 없는 천체입니다. 그리고 질량이 확인된 직접 관찰된 가장 큰 블랙홀은 바로 이 한계 근처에 있습니다. TON 618이라는 이름이 붙은 이 괴물의 무게는 대략 태양 질량의 400억 배에 달합니다. TON 618의 반경은 1,000AU(천문단위)가 넘습니다. 즉, 만약 블랙홀이 태양계 중심에 있다면. 명왕성에 도달할 때쯤에는 태양계에서 5%도 채 안 되는 거리에 있게 됩니다. (블랙홀의 중심에서 가장자리까지) 이를 관점에서 설명하기 위해 태양의 크기를 TON 618의 크기와 비교하는 재미있는 나사 애니메이션이 있습니다. TON 618은 지구에서 약 182억 광년 떨어져 있습니다. 밤하늘에서 그것은 사냥개자리와 머리털자리 사이의 경계에 위치합니다. 천문학자들은 1957년 멕시코 토난친틀라 천문대의 조사에서 처음으로 그것을 발견했지만, 그것이 무엇인지는 알지 못했습니다. 그들은 처음에는 그것이 희미한 푸른 별이라고 생각했지만, 10년 후의 관측에 따르면 천문학자들은 거대 블랙홀로 떨어지는 물질에서 강렬한 방사선을 엿볼 수 있었습니다.

 

TON 618은 140조 개의 태양을 밝게 비춰주는 전체 우주에서 가장 밝은 물체 중 하나인 퀘이사에 전력을 공급합니다. 퀘이사는 중앙 블랙홀의 중력 에너지로부터 빛을 끌어옵니다. 블랙홀 주변의 물질이 떨어지면서 압축되고 가열되어 엄청난 양의 방사선을 방출합니다. 가장 강력한 초신성과 같은 개별 사건은 퀘이사보다 잠시 더 밝아질 수 있지만, 지속 시간은 몇 주에 불과합니다. 대조적으로, 퀘이사는 수백만 년 동안 빛날 수 있습니다. 그러나 퀘이사는 너무 멀리 떨어져 있어서 가장 강력한 망원경에서도 가시광선의 희미한 점으로만 나타나며, 천문학자들은 퀘이사의 강력한 전파 방출을 통해 처음으로 이를 발견했습니다. 퀘이사는 실제로 먹이를 먹고 있는 초대질량 블랙홀입니다. 초거대질량 블랙홀은 다른 블랙홀과의 융합과 주변 물질을 지속적으로 빨아들이면서 거대해집니다. 이 공급 속도는 블랙홀 크기의 한계를 설정합니다. 이 우주 진공청소기는 주어진 시간 동안 너무 많은 양의 물질만 소비할 수 있습니다. 물질이 떨어지면서 가열되어 방사선을 방출하지만(퀘이사 생성), 그 방사선은 물질 자체를 가열하여 블랙홀로 빠르게 떨어지는 것을 방지합니다. 이러한 자기 조절은 블랙홀이 너무 빨리 성장하는 것을 방지합니다. 천문학자들은 블랙홀의 최대 질량을 추정할 수 있습니다. 블랙홀의 공급 속도에 알려진 우주 나이를 곱하면 약 500억 태양 질량으로 추정됩니다. 그러나 이는 추정일 뿐이며, 초기 우주에서 커다란 암흑 물질 덩어리가 직접 붕괴하는 것과 같이 거대 블랙홀을 생성하는 좀 더 이국적인 다른 방법이 있을 수 있습니다. 따라서 우주에 훨씬 더 거대한 블랙홀이 있을 가능성은 여전히 남아있습니다.