우리 은하에서 아주 이상한 블랙홀이 발견되었습니다.
이 블랙홀은 어떠한 천체와도 연결되지 않은채 혼자서 은하계를 떠돌고 있었죠.
뿐만 아니라 초당 45km가 넘는 맹렬한 속도로 폭주하고 있었습니다.
과연 이 블랙홀은 어떠한 이유로 우리 은하계를 혼자서 떠돌고 있었던 걸까요?
사실 과학자들도 우리 은하에서 이러한 블랙홀울 목격한 것은 이번이 처음이었습니다.
우리 은하에는 대략 1억개 이상의 블랙홀들이 존재할 것으로 추정됩니다.
이 블랙홀들은 모두 항성질량 블랙홀들로, 태양과 비슷한 질량을 가지고 있죠.
그리고 이들 중 일부는 은하를 정처없이 떠돌고 있는 떠돌이 블랙홀일 가능성이 있습니다.
일반적으로 블랙홀은, 그 주변에 있는 물체와 상호 작용하는 방식에 의해서 발견됩니다.
예를 들면, 블랙홀이 빨아들이고 있는 물질들은 엄청난 양의 에너지를 방출하게 됩니다,
또한 주변 항성의 물질을 끌어당기고 있는 블랙홀은 규칙적인 신호를 발생시키기도 하죠.
그리고 마지막으로 블랙홀끼리의 충돌로 발생되는 중력파를 이용해서 발견할 수도 있습니다.
하지만 혼자 떠돌고 있는 블랙홀들은 주변 물체와의 상호 작용이 없어서 탐지하기가 무척 어려운데요.
물론 그렇다고 해서 이들을 찾을 수 있는 방법이 전혀 없다는 얘기는 아닙니다.
약간 운에 의존하기는 하지만, 우리는 이들의 존재를 드러내게 할 수 있는 방법을 가지고 있습니다.
그 방법은 바로 중력 렌즈입니다.
우주에 존재하는 거대한 물체들은 주변의 공간을 휘어지게 만들 수 있는데요.
만약 이 휘어진 공간으로 빛이 지나가게 되면 그 빛은 그 공간을 따라서 같이 휘어지게 됩니다.
즉, 어떠한 지점에서 멀리 있는 빛이 갑자기 확대되거나 이상하게 휘어진다면, 그 지점에는 거대한 중력이 작용하고 있다는 얘기가 됩니다.
이러한 중력렌즈 현상을 이용하면 눈에 보이지 않은 블랙홀을 발견할 수도 있습니다.
그동안 과학자들은 약 19,000광년 떨어져 있는 은하 중심 부근의 한 별을 관측해 왔는데요.
최근 이 별에 대한 관측 데이터를 분석하는 과정에서 아주 놀라운 사실을 발견했습니다.
시간이 지남에 따라 별의 밝기가 비정상적으로 증폭되는 중력렌즈 현상이 발견된 겁니다.
이러한 현상은 약 270일에 걸쳐서 일어났으며, 별의 밝기가 평소 대비 무려 370배나 더 증폭되었죠.
과학자들은 이러한 관측 데이터를 이용해, 별의 빛을 변화시키고 있는 물체의 질량을 계산했습니다.
계산 결과, 이 물체의 질량은 태양의 약 7.1배에 달했으며, 지구에서 약 5,150광년 정도 떨어져 있었습니다.
그런데 가장 이상한 점은 이 물체의 모습이 전혀 보이지 않았다는 겁니다.
분명히 질량도 측정되고 거리도 확인되는데, 그 모습은 전혀 보이지 않고 있었습니다.
태양의 7배의 질량을 가지고 있으면서 우리의 눈에는 보이지 않은 매우 어두운 천체..
우리가 아는한 이러한 천체는 블랙홀 밖에 없습니다.
또한 태양의 7배에 달하는 질량은 거대한 별이 폭발한 뒤 남기게 되는 블랙홀의 전형적인 질량이기도 했죠.
그리고 이 블랙홀은 초당 약 45km, 시속 160,000km에 달하는 맹렬한 속도로 이동하고 있었습니다.
사실 거의 폭주라고 말해도 무리가 없을 정도의 비정상적인 속도로 은하계를 이동하고 있었습니다.
도대체 이 블랙홀은 어떠한 이유로 이렇게 비정상적인 속도를 가지게 된 걸까요?
과학자들은 초신성 폭발에 의해 블랙홀이 우주로 튕겨져 나갔을 가능성을 제안했습니다.
정확한 이유는 모르겠지만, 거대한 별에서 일어난 초신성은 한쪽으로 치우져져 폭발하게 되었습니다.
그리고 초신성의 불균형으로 인해 블랙홀은 생겨나자마자 그대로 우주로 튕겨져 나갔죠.
이러한 현상을 가리켜서 나탈 킥(natak kick, 또는 Blaauw kick )이라고 하는데요.
나탈 킥은 말그대로 천체가 태어나자마자 강렬한 에너지에 의해 우주로 방출되는 현상을 말합니다.
어쩌면 우리 은하에는 이렇게 방출된 블랙홀들이 최소한 수백만 개 이상에 달할 가능성이 있습니다.
(https://arxiv.org/abs/1908.07199)
그리고 이번에 발견된 블랙홀은 이렇게 방출된 수 많은 블랙홀들 중 하나일지도 모르죠.
이번의 발견을 통해 과학자들은, 우리 은하에도 떠돌이 블랙홀이 존재한다는 사실을 확인했습니다.
이제 과학자들이 할일은 우리 은하를 떠돌고 있는 더 많은 블랙홀들을 찾는 일인데요.
과연 얼마나 많은 블랙홀들이 우리 은하를 떠돌고 있을까요?
혹시 우리 태양계 근처에도 이러한 블랙홀들이 떠다니고 있는 것은 아닐까요?
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