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가장 가까운 블랙홀 '쌍성계' 숨어 있었네

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가장 가까운 블랙홀 '쌍성계' 숨어 있었네

2020.05.07 15:11
지구에서 약 1000광년 떨어진 가까운 거리에서 블랙홀이 관측됐다. 망원경자리에 위치한 쌍성계 ′HR6819′의 한 별은 블랙홀 주위를 가깝게 돌고, 다른 한 별은 먼 곳에서 블랙홀과 다른 별 주위를 도는 것으로 분석됐다. 유럽남방천문대(ESO) 제공
지구에서 약 1000광년 떨어진 가까운 거리에서 블랙홀이 관측됐다. 망원경자리에 위치한 쌍성계 'HR6819'의 한 별은 블랙홀 주위를 가깝게 돌고, 다른 한 별은 먼 곳에서 블랙홀과 다른 별 주위를 도는 것으로 분석됐다. 유럽남방천문대(ESO) 제공

지구에서 가장 가까운 거리에 숨어 있던 블랙홀이 발견됐다.

 

토마스 리비니우스 유럽남방천문대(ESO) 연구원팀은 1000광년 떨어진 쌍성계로 알려져 있던 ‘HR6819’에서 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 이달 6일 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’에 발표했다. HR6819는 남반구에서 볼 수 있는 망원경자리에 위치한 두 밝은 별로 이뤄진 쌍성계다. 지구에선 하나의 별처럼 보이며 5.4등성의 밝기를 가져 육안으로도 볼 수 있다.

 

연구팀은 페로스 분광기와 칠레 라실라 천문대의 2.2m 구경 망원경을 이용해 HR6819를 관찰하던 도중 두 별이 서로를 도는 게 아닌 다른 궤도로 움직이는 것을 발견했다. 두 별 중 하나가 40일을 주기로 다른 천체를 돌고 있었고 다른 별은 먼 거리에서 안쪽 두 천체 주위를 도는 것으로 나타났다.

 

연구팀은 안쪽 별이 숨겨져 있는 블랙홀을 도는 것이라고 추측했다. 주변 천체에 영향을 미치는 질량을 가진 천체가 있으나 눈으론 보이지 않으므로 블랙홀이라는 예측이다. 연구팀은 눈에 보이는 두 별의 궤도를 통해 질량을 계산했다. 그 결과 태양 질량보다 4배 정도 큰 소형 블랙홀이라는 결론을 내렸다. HR6819는 쌍성계가 아닌 별 두 개와 블랙홀 천체가 서로를 도는 ‘삼성계’였던 것이다.

 

삼성계에서 보이지 않는 블랙홀의 존재가 파악된 적은 처음이다. 블랙홀은 지금까지 수십만 개 발견됐으나 보통은 주변 천체를 빨아들이며 강력한 X선을 방출해 존재를 알려준다. 리비니우스 연구원은 “이론적으로 우주엔 수억 개의 블랙홀이 존재해야 하지만 거의 알지 못한다”며 “삼성계에서 블랙홀을 찾은 것은 우리가 흥미로운 빙산의 일각을 보고 있음을 의미한다”고 말했다.

 

블랙홀을 가진 삼성계는 지구에서 감지할 만한 크기의 중력파를 방출하는 우주 충돌 사건에 관한 단서를 제공하리란 기대다. 바깥쪽 별이 중력을 통해 안쪽 별과 블랙홀이 합쳐지도록 유도해 중력파를 방출하게 할 수도 있다는 것이다. 리비니우스 연구원은 “이번에 발견한 삼성계는 별의 충돌이 어떻게 일어나는지를 이해하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

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