'빛의 속도' 절반으로 회전하는 '괴물 블랙홀'이 포착됐다

YouTube 'Chandra X-ray Observatory'

[인사이트] 디지털뉴스팀 = 지구에서 약 2억9,000만 광년 떨어진 한 은하 중심에 있는 거대질량 블랙홀이 빛의 속도 절반이 조금 넘는 속도로 회전하고 있다는 학계 분석이 나왔다.

지난 9일(현지 시간) 미국 매사추세츠공과대(Massachusetts Institute of Technology, MIT) 디라지 파샴 박사가 이끄는 국제 천문학 연구진은 미국 시애틀에서 열린 미국천문학회(ASS) 연례회의에서 이 같은 사실을 발표했다.

이 연구 결과는 세계적 학술지 '사이언스' 최신 호에 실렸다.

연구팀은 'ASASSN-14li'로 명명된 거대질량 블랙홀이 인근 별을 집어삼키는 과정에서 나온 X선을 분석하는 연구를 진행해 이 같은 특징을 알아냈다.

YouTube 'Chandra X-ray Observatory'

빛조차 흡수한다고 알려진 블랙홀의 존재를 파악하는 것은 '조석파괴사건'이라고 하는 천문 현상 덕분에 가능하다.

블랙홀의 표면에 해당하는 '사건의 지평선(Event horizon)'은 별보다 훨씬 크기가 작아서 온전한 상태로 별을 흡수하기 어렵다.

반지름 역시 매우 작아 블랙홀에서 가까운 쪽과 먼 쪽의 중력이 크게 차이가 난다. 이때 블랙홀에 접근하는 별은 양쪽에서 잡아 당겨지는 상황이 돼 길쭉하게 가스가 늘어지게 된다.

그런데 이 가스도 바로 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 주변에 있는 강착 원반이라는 물질의 고리에서 초고온으로 가열된 뒤 블랙홀로 조금씩 흡수된다.

그리고 이때 엄청난 에너지를 가진 플레어(Flare)가 방출되는데, 과학자들은 이 빛을 측정해 블랙홀에 관한 정보를 얻는다.

YouTube 'Chandra X-ray Observatory'

이번 연구는 블랙홀에서 흘러나온 빛을 관측한 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 관측선과 닐 게렐 스위프트 우주망원경 그리고 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 관측 위성 등 여러 관측기기를 통해 수집한 자료를 자세히 분석한 것이다.

이를 통해 연구진은 블랙홀에서 나온 X선이 약 131초마다 강해지거나 약해지기를 반복했다는 것을 알 수 있었다. 또, 이런 신호 패턴을 분석해 블랙홀이 얼마나 빨리 회전하는지를 추정해낼 수 있었다. 

연구진이 계산한 이번 블랙홀의 회전 속도는 빛의 속도인 시속 10억 8,000만㎞의 약 50% 수준이었다. 현재까지 측정된 소수의 거대질량 블랙홀의 회전 속도는 빛의 속도의 33%부터 84%까지 다양했다.

파샴 박사는 이런 결과가 앞으로 천문학자들이 거대질량 블랙홀의 진화를 더욱 잘 이해하는 데 도움을 줄 것이라고 전했다.