안드로메다 은하에 숨겨져 있던 중간질량 블랙홀 발견

블랙홀은 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다. 

 

블랙홀의 종류

첫 번째는 은하의 중심에 위치한 거대 질량 블랙홀입니다. 은하의 질량이 집중된 곳에서 발달하는 초대형 블랙홀로, 태양 질량의 수백만에서 수십억 배까지 커지며 은하의 성장과 진화에 큰 영향을 미칩니다.

 

두 번째 유형의 블랙홀은 무거운 별이 초신성으로 폭발한 후 여전히 주변에 남아 있는 물질을 모아서 생성되는 항성 질량 블랙홀입니다. 그 크기와 질량이 태양보다 수십 배 이하로 작아 항성 질량 블랙홀로 불리어 집니다.

 

그러나 실제로 이 중심에도 블랙홀이 있습니다.

중간 질량 블랙홀은 흔하지 않지만 독특한 조건을 가진 은하계에서 여전히 발견되고 있습니다. 최근 유타 대학의 천문학자 팀이 안드로메다 은하에서 독특한 중간질량 블랙홀을 발견했습니다. 중간 질량 블랙홀은 태양 질량의 수천 배인데 반해, 이 블랙홀은 작은 은하 중심 블랙홀보다 최소 100,000배 더 큽니다.

 

B023-G078 구상 성단의 움직임

연구진은 안드로메다 은하 B023-G078 구상 성단의 별들이 더 빠르게 중심을 향해 움직이는 이유를 여러 망원경을 통해 확인하고 조사했습니다. 구상 성단은 별들로 이루어진 거대한 공 모양이며, B023-G078은 태양 질량의 620만 배인 거대한 성단입니다.

 

별의 운동을 가속시키기 위해서는 태양 질량보다 10만배 강한 중력장을 가진 거대한 구상성단의 중심에 천체가 있어야 합니다. 이런 질량을 갖고 있음에도 불구하고 망원경으로 직접 관측하기 어려운 천체는 블랙홀 외에는 과학적 이론으로 설명할 수 있는 천체가 없습니다.

 

<NSF B023-G078 이미지 참조>

 

 

연구팀은 구상 성단의 형태와 블랙홀의 질량 등을 고려할 때 블랙홀을 과거에 이론적으로 예측된 '박리된 핵' 블랙홀로 해석하고 있습니다. 거대한 은하인 안드로메다 은하는 원래 작은 왜소은하를 삼켜버렸고,  구상 성단의 형태를 취한 중심만 살아남았고 나머지는 다른 별들과 함께 사라졌습니다.

항성 질량 블랙홀은 태양 질량의 100,000배까지만 물질을 흡수할 수 있습니다. 이것은 태양과 같은 100,000개의 별을 흡수하는 데 필요합니다. 별 사이의 거리를 감안할 때 거의 불가능합니다. 거대 블랙홀이 이전에는 작은 은하의 핵심 블랙홀이었다고 설명하는 것이 더 이치에 맞습니다.

 

향후 과제

우리 은하와 안드로메다 은하는 둘 다 현재 크기로 성장하기 위해 몇 개의 더 작은 은하를 흡수하였습니다. 따라서 작은 왜소은하의 핵심 블랙홀은 어딘가에 존재할 것으로 예측되었지만 위치를 파악하는 것은 매우 어려운 것으로 판명되었습니다. 이 작업은 그러한 블랙홀이 실제적이고 관찰 가능하다는 것을 보여주었기 때문에 중요합니다. 향후 연구도 은하계 어딘가에 숨겨져 있다고 알려진 박리된 핵 블랙홀을 찾는데 힘을 쏟을 것으로 예상 됩니다.