우리 은하 주변에서 100개가 넘은 블랙홀 집단이 발견되었습니다.

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우리 은하의 주변에는 약 150여 개의 구상 성단이 존재하고 있습니다,

 

구상 성단은 원형의 모양으로 빽빽하게 모여있는 별들의 집단을 말하는데요.

 

과학자들은 별들이 이렇게 모여있는 이유가 그 중심에 강력한 중력원이 있기 때문이라고 믿고 있습니다.

 

예를 들면, 블랙홀 같은 것 말이죠. 

 

그런데 얼마전에 과학자들은 "팔로마 5(Palomar 5)"라는 구상 성단의 중심에서 아주 놀라운 것을 포착했습니다.

 

그것은 과학자들이 찾고 있던 구상 성단 중심의 중력원, 바로 블랙홀이었습니다.

 

더욱 놀라운 점은 이 성단의 중심에는 무려 100개가 넘는 블랙홀들이 모여 있었습니다.

 

 

 

 

팔로마 5(palomar 5) 구상 성단은 태양에서 약 8만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있습니다.

 

이 성단은 우리 은하의 중력에 이끌려 은하를 통과하는 방식으로 공전하고 있는데요.

 

그 과정에서 팔로마 5 성단은 아주 길다란 "별의 흐름(Stellar stream)"을 만들어내고 있었습니다.

 

팔로마 5의 별 흐름

 

그런데 이러한 별의 흐름은 일반적으로 은하들간의 충돌로 인해 만들어지는 것으로 알려져 있습니다.

 

즉, 구상 성단에 의해 이러한 별의 흐름이 만들어지는 경우는 아주 드문 현상이라고 할 수 있죠.

 

사실 과학자들도 팔로마 5 성단이 어떻게 별의 흐름을 만들어내고 있는 것인지 아직 잘 모르고 있습니다.

 

아래의 사진은 팔로마 5 성단이 만들어낸 별의 흐름을 지구에서 바라본 모습입니다.

 

지구에서 바라본 팔로마5의 별 흐름

 

약간 흐릿하긴 하지만, 잘 보면 중심에 있는 성단을 기준으로 양쪽으로 별의 흐름이 퍼져 있는 것을 알 수 있는데요

 

앞에서 말했듯이 이러한 별의 흐름이 만들어지는 이유는 정확히 알 수 없습니다.

 

하지만 팔로마 5에서 별의 흐름이 만들어지고 있다는 얘기는, 어쨋든 이 성단에서 별들이 계속 이탈하고 있다는 의미가 됩니다.

 

그렇다면 팔로마 5 성단의 별들은 왜 성단 바깥쪽으로 계속 이탈하고 있는 걸까요?

 

과학자들은 그 이유를 알아내기 위해 실제와 동일 조건을 대입하여 시뮬레이션을 진행해 보기로 했습니다.

 

예를 들면, 관측 결과를 토대로 하여 추정된 성단의 초기 특성과 지금의 별 흐름의 상태 등의 다양한 조건들을 시뮬레이션에 적용시켰죠.

 

그리고 지금과 같은 형태의 길고 밀도가 낮은 별의 흐름이 만들어질 때까지 시뮬레이션을 계속 반복했습니다.

 

 

실제 시뮬레이션 영상

 

시뮬레이션의 결과는 아주 놀라웠습니다. 정말 과학들이 전혀 예상하지 못했던 결과였는데요.

 

팔로마 5 성단의 중심에서 대략 100개가 넘는 블랙홀 집단이 존재하고 있는 것으로 나왔기 때문입니다.

 

또한 이 곳에서 발견된 블랙홀의 수는 팔로마 5 성단에 포함되어 있는 별보다 3배나 더 많은 수 였습니다.

 

""그리고 이 블랙홀들은 각각 태양의 20배 이상의 질량을 가지고 있었으며, 팔로마 5 성단의 전체 질량의 무려 20%를 자치하고 있었죠.

 

아마도 이 블랙홀들은 아주 먼 옛날 이곳에 있던 거대한 별들이 초신성을 겪으면서 차례대로 만들어지게 되었을 겁니다.

 

그리고 이 블랙홀들은 서서히 성단 중심으로 모이게 되면서, 그 주변에 있던 별들과 강한 중력 상호 작용을 일으키게 되었는데요.

 

그 결과 블랙홀 집단은 주변에 있던 별들을 마치 새총처럼 성단 바깥쪽으로 강하게 튕겨냈습니다.

 

또한 시뮬레이션에서는 성단의 밀도가 낮을 수록 별들의 이탈률도 비례해서 높아진 다는 사실도 알아낼 수 있었죠.

 

이러한 과정에 의해 성단에 있던 많은 별들이 바깥으로 방출되면서 이렇게 길다란 별의 흐름이 만들어지고 있었던 겁니다.

 

 

또 흥미로운 점은, 시뮬레이션 상에서 약 10억 년이 지나자 팔로마 5 성단에 남아있던 별들이 모두 블랙홀이 되었습니다.

 

그리고 팔로마 5 블랙홀 집단은 여전히 우리 은하를 통과하는 방식으로 공전하고 있었죠.

 

그동안 우리 은하를 둘러싸고 있던 별의 흐름도 이 블랙홀 집단에 의해 서서히 사라지게 되었습니다.

 

즉, 10억 년 후에는 거대한 블랙홀 집단이 우리의 은하를 주기적으로 공전하게 되었다는 겁니다.

 

만약 여기서 시간이 더 흐르게 되면 팔로마 5 블랙홀 집단은 어떻게 될까요?

 

어쩌면 팔로마 5 블랙홀 집단은 계속 힘을 키워, 훨씬 더 거대하고 강력한 블랙홀로 진화하게 될지도 모릅니다.

 

 

 

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