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블랙홀 주위 생긴다는 ‘원반형 충격파’ 실존 증거 찾았다

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블랙홀 주위 생긴다는 ‘원반형 충격파’ 실존 증거 찾았다

2018.01.23 01:00

 

앨버타 대 제공
Unversity of Alberta 제공


우주에 블랙홀의 존재는 현재기술로는 확인이 어렵다. 블랙홀은 빛을 포함해 모든 물질을 흡수하기 때문에 망원경 등을 통해서는 직접 그 존재를 확인할 수 없기 때문이다. 하지만 두 개의 블랙홀 두 개가 하나로 합처지기 전에는, 막대한 에너지를 가진 입자들을 쏟아내게 된다. 이 블랙홀 제트(black hole jet)를 분석해 우리는 블랙홀의 존재를 약 반세기전에 찾아낼 수 있었다.

 

블랙홀 제트는 초고에너지 우주배경복사라고 불리며, 뉴트리노나 감마선 등 다양한 입자들이 포함된 것으로 분석되고 있다. 학자들은 이런 블랙홀 제트(Jet)가 발생하는 동안 블랙홀 주변에 충격파가 생긴다는 가설을 제시 했지만 그간 뚜렷한 증거를 찾지 못했다.

 

캐나다 앨버타대 물리학과 베일리 테타렌코 교수팀은 데이터에 기반한 통계적 분석을 통해 블랙홀 제트가 뿜어져 나올 때, 매우 강력한 세기의 충격파가 주변으로 고르게 퍼진다는 사실을 발견해 22일(현지시각) 학술지 ‘네이처’에 발표했다. 블랙홀 주변에 발생하는 ‘원반형 충격파’의 증거를 최초로 발견한 셈이다.

 

지금까지 블랙홀 제트가 발생하는 과정에서 극히 일부 지역에서만 충격파가 생긴다는 가설과 모든 방향을 뜻하는 원반형으로 생긴다는 가설 중 전자의 가설이 우세한 상황이었다. 연구팀은 미항공우주국(NASA)의 '로시 X선 타이밍 익스프로러위성'과 '찬드라 X선 우주망원경', 그리고 '네일 그레헬 스위프트 관측소' 등의 데이터를 모았고, 이를 분석해 매우 강한 충격파가 제트 주변에서 원반 형태로 발생해 동등하게 퍼져 나간다고 설명했다.

 

연구팀은 블랙홀은 크기에 따라 차이가 있지만 이 충격파로 인해 블랙홀에 흡수돼야 할 주변 물질의 80%가 외부로 흩어지게 된다고 분석했다. 지금까지 블랙홀이 은하의 생성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만 어떻게 영향을 주는 지 몰랐는데, 이번에 발견한 원반형태의 충격파을 통해 그 실마리를 얻을 수 있을 거란 전망이다.

 

테타렌코 교수는 “이번 연구는 원반형 충격파의 존재를 확인한 것"이라며 "향후 은하의 생성비밀을 밝히기위해 우선 원반형 충격파의 발생 과정부터 명확히 파악할 필요가 있다”고 밝혔다. 

 

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