[우주생성] 미국, MIT 칼텍 연구팀 "Black Hole Triple" 첫 발견... 직접붕괴 이론 제시

미국 물리학자들이 블랙홀 1개와 별 2개로 이뤄진 삼중성계 블랙홀(Black Hole Tripl)을 발견했다.

Black Hole Triple 첫 발견

그동안 블랙홀과 별 등 2개가 중력으로 묶인 쌍성계 블랙홀만 관측됐는데, 삼중성계가 발견된 것은 이번이 처음이다.

이번 관측으로 블랙홀 탄생에 대한 새로운 이론도 나왔다. 케빈 버지 미국 메사추세공대 물리학과 연구원과 카림 렐바드리 캘리포니아공대 물리학과 연구팀은 23일 국제학술지 네이처에 삼중성계 블랙홀 백조자리 V404를 발견했다는 연구결과를 발표했다.

이 블랙홀은 1992년 블랙홀로 확인된 바 있다. 지구에서 약 8000만 광년 즉 1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조 4600억 km 떨어진 블랙홀이다. 별 하나가 가까운 거리에서 6.5일에 한 바퀴씩 블랙홀을 도는 쌍성계로 알려져 있었다.

연구팀은 백조자리 V404를 도는 또 다른 별을 발견했다. 2014년부터 은하계 모든 별의 움직임을 추적해 온 가이아의 위성 데이터와 전 세계 천체 우주망원겨의 천문 관측 자료가 저장된 알라딘 라이트를 분석한 결과, 백조자리 V404를 7만 년에 한 바퀴씩 공전하는 별을 찾았다는 것이다.

연구팀은 백조자리 V404 블랙홀 주변에 이미 알려진 것 외에 다른 별빛이 있다는 사실을 발견하고 분석에 나섰다며, 새로 발견된 빛은 블랙홀에서 3500AU 즉 1AU는 지구와 태양거리인 1억 5000만 km 떨어져 있었다고 설명했다.

새로운 우주생성 이론 제시

새로운 블랙홀 생성 이론

이번 관측으로 새로운 블랙홀 생성 이론이 제기된다. 블랙홀은 일반적으로 블랙홀과 별, 블랙홀과 중성자별, 블랙홀과 블랙홀 등이 중력으로 묶여 서로 회전하는 쌍성계를 이룬다. 이 쌍성계 블랙홀들은 별이 생을 마감할 때 격렬하게 폭발하는 초신성 폭발로 형성된다고 여겨져 있다.

그러나 만약 초신성 폭발로 백조자리 v404 블랙홀이 형성됐다면 별 2개를 주변에 거느리는 것은 불가능하다. 연구팀은 3500AU 떨어져 있는 별은 아주 미세한 중력에 매달려 블랙홀을 공전하고 있다며, 이를 연에 비유했다.

즉 뜬뜬한 끈 대신 얇은 거미줄로 이 별을 당기고 있다는 것이다. 그르므로 이때 문에 초신성 폭발이 일어났다면 이 폭발로 인해 블랙홀 중력이 별을 잡아두지 못했을 것이란 설명이다.

연구팀은 직접 붕괴 이론을 제시했다. 에너지 방출 양과 방향 등을 변화시키며, 수만 번의 시뮬레이션해 본 결과, 초신성 폭발 같은 극적인 과정 없이 별이 스스로 붕괴해 블랙홀이 되는 직접 붕괴가 가능하다는 결론을 내렸다.

케빈 버지 연구원은 삼중성계 블랙홀은 별의 직접붕괴가 가능하다는 젓 증거라며, 이번 연구로 블랙홀 탄생 과정에 대한 이해를 높였다고 밝혔다.