우리 은하 중심에 블랙홀이 아닌 다른 것이 있을 수 있습니다.

 

우리 은하의 중심에는 궁수자리 A*(sgr A*)이라고 하는 블랙홀이 자리잡고 있습니다.

 

이 블랙홀은 무려 태양의 400만 배의 질량을 가지고 있는 아주 거대한 블랙홀인데요.

 

과학자들은 여러가지 간접적인 관측을 통해 이 블랙홀의 존재를 밝혀내는데 성공했습니다.

 

하지만 정황상 거대 블랙홀이 존재할 수 있다는 것이지, 실제로 이 블랙홀의 존재를 관측한 적은 없습니다.

 

그런데 만약, 우리 은하 중심에 존재하는 것이 실제로 블랙홀이 아니었다면 어떨까요?

 

 

우리 은하 중심 부근의 별들은 아주 극단적인 궤도를 가지고 있습니다.

 

이러한 별들의 움직임은 분명히 중심에 있는 강력한 무언가의 영향을 받고 있는 것처럼 보이고 있죠.

 

 

은하의 중심 근처에는 다양한 별들이 존재하고 있지만, 특히 과학자들은 S2라는 이름의 별을 주목했습니다.

 

이 별은 은하 중심을 타원형의 궤도를 그리며 돌고 있었는데, 특이하게도 그 궤도가 계속 변화되고 있었습니다.

 

이러한 현상은 아주 작은 물체가 아주 거대한 물체를 돌 때 근접점이 계속 바뀌게 되어 일어날 수 있는데요.

 

가까운 예로, 수성이 이와 비슷한 궤도를 그리며 태양을 돌고 있습니다.

 

이러한 현상을 슈바르츠 실트 세차 운동이라고 하며, 아주 오래전에 아인슈타인에 의해서 예측되었습니다.

 

과학자들은 이러한 S2의 움직임을 역계산하여, 우리 은하 중심에 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 초대 질량 블랙홀이 존재하고 있을 것으로 예측했죠.

 

직접 관측을 통해 블랙홀을 발견한 것은 아니지만, 적어도 은항 중심에 있는 거대한 무언가의 질량을 계산할 수 있었던 겁니다.

 

또한 우리 은하 중심에는 G2라고 불리는 정체 불명의 아주 이상한 천체가 존재하고 있습니다.

 

G2의 모습

 

G2 역시 S2와 마찬가지로 은하 중심을 긴 타원형의 궤도를 그리며 돌고 있는데요

 

그 모습은 일반적인 별의 모습과 크게 다를바가 없어보였습니다. 그런데 2014년 경에 아주 이상한 일이 일어났습니다.

 

G2의 모양이 갑자기 가스처럼 길다른 모양으로 변하더니 다시 별과 같은 모습으로 돌아왔던 겁니다.

 

이러한 현상은 G2가 블랙홀이 위치하고 있을 것으로 예상되는 지점에서 가장 가까웠을 때 일어나고 있었죠.

 

과학자들이 보기에도 너무 이상해 보여서 오랜 시간 분석을 진행했지만, 끝내 이 천체의 정체를 밝히는데는 실패하고 말았습니다.

 

어쨋든 G2의 정체가 무엇이든 간에, G2 역시 은하 중심에 있는 무언가의 영향을 강하게 받고 있는 것처럼 보였습니다.

 

그런데 문제는, G2가 은하 중심에 가까워질때의 움직임이 기존에 계산된 블랙홀과의 상호 작용 모델과는 전혀 맞지가 않았다는 겁니다.

 

또한 S2를 비롯해 은하 중심에 있는 17개의 별들에 대해서도 계산을 진행해본 결과, 역시 블랙홀과 일치하지 않았죠.

 

 

그러고 보면, 우리 은하의 움직임도 예전부터 뭔가 좀 이상하긴 했습니다.

 

은하 안에 있는 물질들에 의해 발생되는 중력에 비해 은하의 회전 속도가 지나치게 빨랐던 겁니다.

 

뿐만 아니라, 은하에서 관찰되는 중력 렌즈의 효과도 과학자들의 계산보다 훨씬 더 강하게 나타나고 있습니다.

이렇게 은하계 전체적으로 관찰되고 있는 과도한 중력은, 일반적인 물질들로는 잘 설명이 되지 않고 있었습니다.

 

그런데 최근 몇몇 과학자들은 이러한 현상의 원인으로 암흑 물질을 지목하기 시작했습니다.

 

과학자들은 암흑 물질이 중력 상호 작용을 통해 과도하게 밀집되어 핵을 이룰 수 있다는 가설에 주목한 건데요.

 

어쩌면 우리 은하의 중심에는  매우 밀도가 높은 암흑 물질의 핵이 존재할 가능성이 있다는 겁니다.

 

그리고 암흑 물질의 핵을 중심으로 우리 은하 전체에 걸쳐 다량의 암흑 물질들이 퍼져 있을 수 있다는 거죠.

 

실제로 S2, G2 그리고 17개의 별들의 움직임은 블랙홀보다는 암흑 물질 모델과 훨씬 더 잘 맞아떨어지기도 했습니다.

 

또한 과학자들은 이 암흑 물질 핵의 질량이 현재 알려져 있는 블랙홀의 질량보다 약 태양 질량의 50만배 정도 더 가벼울 것으로 추정하고 있습니다.

 

 

물론 모든 은하의 중심에 암흑 물질 핵이 존재할 수 있다는 얘기는 아닙니다.

 

예를 들어, 처녀자리 A 은하의 중심에 있는 블랙홀(M87*)의 경우에는 기존의 블랙홀 모델과도 정확히 일치하고 있죠.

 

모든 은하들의 중심을 살펴본 것은 아니지만, 적어도 우리 은하의 경우는 그럴 수도 있다는 겁니다.

 

2017년에 처녀자리 A 은하의 블랙홀을 촬영할 때, 궁수자리 A* 블랙홀의 관측도 진행되었는데요.

 

당시 처녀자리 A 은하의 블랙홀 사진을 비롯한 관측 결과는 공개가 되었지만, 궁수자리 A*의 관측 결과는 아직 발표되지 않고 있습니다.

 

우리 은하 중심에 대한 관측 결과가 나오게 된다면, 이러한 의문들이 해결하는데 아주 큰 도움이 될 수 있을 겁니다.

 

 

 

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