[우주를 보다] 태양 질량의 ‘340억배’ 초대형 블랙홀 관측 성공

‘과속 성장’하는 거대한 블랙홀의 크기가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다.

호주국립대학과 유럽남방천문대(ESO) 등 국제 공동연구진에 따르면 2018년에 발견된 블랙홀 ‘ SMSSJ2157–3602’(이하 J2157)는 발견 당시부터 성장 속도가 매우 빨라 과학자들의 눈길을 사로잡았다.

이후 연구진은 이 블랙홀이 얼마나 빠르게 규모를 확장하는지, 현재 ‘몸집’의 규모는 어떤지, 동시에 얼마나 많은 주위의 별을 집어삼키며 현재의 질량을 유지하는지 등을 알아내기 위한 연구를 진행해왔다.

연구진이 칠레에 있는 유럽남방천문대의 거대망원경을 이용해 관찰한 결과, 블랙홀 J2157의 현재 질량은 태양의 340억 배, 크기는 태양의 400만 배에 달한다는 사실이 확인됐다. 우리 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀(SMBH) 질량의 8000배에 달하는 규모다.

또 지금까지 발견된 것 중 가장 밝은 빛을 띠는 블랙홀이라는 사실도 밝혀졌다. 연구진은 블랙홀의 밝기를 통해 크기를 유추했으며, 날마다 태양 질량 1개에 맞먹는 주변 물질을 빨아들인다는 사실도 확인됐다.

연구진은 현재까지의 결과로 보아, 이 블랙홀이 관측 역사상 가장 거대한 블랙홀의 타이틀을 차지할 수 있을 것으로 보인다고 예측했다. 다만 빅뱅 뒤 약 12억 년 밖에 되지 않은 초기 우주에서 발견된 만큼, 초기 우주에서 어떻게 이런 거대한 블랙홀이 성장하고 등장할 수 있었는지는 아직 미스터리라고 밝혔다.

연구를 이끈 호주국립대학의 크리스토퍼 온켄 박사는 “이 블랙홀이 주위의 에너지를 얼마나 많이 빨아들이는지는 이미 가지고 있는 질량에 달려있다”면서 “이 블랙홀이 초기 우주의 거대한 형태 중 하나인지, 주위의 에너지를 얼마나 집어삼키는지를 확인하기 위한 연구가 이어질 것”이라고 설명했다. 이번에 발견된 블랙홀은 엄청난 성장세를 보이며 몸집을 불려가고 있지만, 관측 역사상 가장 큰 블랙홀은 아니다.

지난해 독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소는 지구에서 약 7억 광년 떨어진 ‘아벨(Abell) 85’ 은하단 중심에 있는 타원은하에서 태양 질량의 400억 배에 달하는 최대 블랙홀을 확인했다.

‘과속 성장’으로 엄청난 에너지를 뿜어내는 블랙홀 ‘J2157’에 대한 연구결과는 영국 천문학 저널인 왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다.

송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr