별을 찢는 블랙홀을 지구 가까운 위치에서 발견

 

 최근 천문학자들은 우리가 알고 있는 가장 가까운 위치에서 일어난 별을 삼키는 블랙홀의 사례를 발견했습니다. 오랜 시간 전, NGC 7392 은하 중앙에서 초대형 블랙홀이 별을 찢어놓은 것으로 추정되는 이 사건은 블랙홀의 별 흡수에서 생성된 빛이 2014년에 지구에 도달한 것입니다. 이번 연구 결과는 4월 28일 'The Astrophysical Journal Letters'에 게재되었습니다.

​ 별이 블랙홀에 빨려들어가며 스파게티처럼 주욱 늘어지는 현상을 TDE(Tidal Disruption Event)라고 합니다. 우리나라말로는 조석 교란이라고도 하는데요. 이번 발견된 TDE는 NGC 7392 은하 중앙에서 일어난 것으로, 이곳은 지구로부터 약 1억 3,700만 광년 떨어진 곳입니다. 이것은 태양에 가장 가까운 별인 프록시마 켄타우리의 약 3,500만 배나 떨어져 있는 것인데요. 이는 거리가 상당히 먼 것처럼 들릴 수 있지만, 지금까지 약 100건의 TDE가 발견되었으며, 이번 발견은 이전의 '지구에서 가장 가까운 TDE'의 4배나 가까워진 것입니다. 또한 이번에 발견된 TDE는 일반적으로 X선, 자외선 및 광학적 광선에서 감지되는 것과는 다른 적외선에서 감지된 것입니다.

 

초대질량 블랙홀에 의해 '스파게티화'되는 별의 삽화. (이미지 출처: NASA/JPL-Caltech)

 

 2009년에 발사된 NEOWISE 우주 망원경에서의 관측으로 TDE를 처음 발견한 후, Panagiotou 연구팀은 다른 많은 망원경과 우주 망원경의 자료를 살펴보면서 NGC 7392의 중심에 있는 블랙홀에 대한 추가적인 정보를 수집하였습니다. 이들은 이번 발견이, 기존에 발견되던 가시광선과 같은 더 높은 파장 대역이 아닌 적외선에서만 관측됐던 이유를 밝히기 위해 노력했습니다.

​ 이전에 발견된 TDE들은 대부분 "녹색 골짜기"(Green valley)에서 관측되었습니다. "녹색 골짜기"는 은하를 구분하는 색 등급도에서 따온 말로 매우 높은 별형성률을 가진 "청색 구름"(Blue cloud)보다는 적은 별을 생성하지만 늙은 항성이 많은 "적색 계열"보다는 활발한 은하입니다. 우리은하도 "녹색 골짜기"의 유형이라고 하는데요. 하지만 NGC 7392는 초연성을 많이 생성하고 이 과정에서 많은 먼지를 생성하는 "청색 구름"입니다. 이러한 먼지는 광학 및 자외선광에서는 은하 중심에 위치한 블랙홀 주변의 빛을 가려버릴 수 있습니다. 그러나 적외선 광선은 이러한 먼지를 통과하여 어떤 일이 일어나고 있는지 관측할 수 있습니다.

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먼 은하에서 별을 삼키는 블랙홀로 밝혀진 밝은 빛의 번짐 이미지 4장 (이미지 제공: Panagiotou et al.)

 

 이번 연구 결과는 앞으로 천문학자들이 적외선, 가시광선 및 자외선광 등 빛의 모든 영역에서 TDE를 찾아보아야 함을 시사합니다. 또한 먼지로 인해 가려진 TDE를 찾기 위해 적외선 조사를 이용하는 것은 이미 누락된 먼지로 인해 발생한 TDE의 존재를 보여준 것입니다.

​ 이번 연구를 이끈 매사추세츠 공과대학의 천문학자인 크리스토스 파나기오투 박사후 연구원은 "이이번 TDE의 발견은 통계적으로 전통적인 방법으로는 발견되지 않은 이러한 사건이 사실 많이 일어날 수 있다는 것을 의미합니다. 그러므로 우리는 블랙홀과 그들 은하의 완전한 그림을 얻고자 한다면 적외선에서 이러한 사건을 찾아야 할 것입니다"라고 말했습니다.

​ 이번 발견은 우주의 블랙홀이 별을 삼키는 과정을 알게 되며, 앞으로의 천문학 연구에도 더욱 많은 정보를 제공할 것으로 예상됩니다

NEOWISE 우주망원경. 출처 : NASA