[스페이스]빛나는 블랙홀 주변의 신비

국제 연구팀, 블랙홀에서 코로나로 인한 X-레이 섬광 포착

▲X-레이 섬광을 만드는 코로나(자줏빛)가 블랙홀 주변에 둘러싸여 있다. 코로나는 처음엔 블랙홀 주변에 모여들면서(왼쪽 사진) 밝게 빛났다. 이후 블랙홀로부터 발사됐다(중간과 오른쪽 사진). 블랙홀 주변의 코로나가 왜 이런 움직임을 보이는지에 대해서는 아직 그 원인을 찾지 못했다. [사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] 그 무엇보다 밝은
블랙홀의 찬란함
코로나 발사되다
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블랙홀(black hole)의 신비에 대한 실마리가 하나씩 드러나고 있다. 천문학자들이 X-레이를 방출하는 초거대 블랙홀을 포착했다. 미국 항공우주국(NASA)은 28일(현지 시간) 스위프트(Swift)에 탑재돼 있는 망원경과 핵분광망원경(Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 등을 이용해 블랙홀에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다고 발표했다.

두 개의 망원경을 통해 분석한 결과 초거대 블랙홀은 주변에 코로나로 둘러싸일 때 X-레이 빔을 내보내는 것으로 드러났다. 연구팀은 이번 연구 성과를 두고 "우주에서 가장 밝은 블랙홀을 이해하는데 큰 도움이 될 것"이라고 강조했다. 초거대 블랙홀은 스스로 빛을 내뿜지 않는다.

블랙홀이 빛을 내는 이유는 몇 가지로 해석된다. 첫 번째로 블랙홀은 뜨겁고 빛나는 물질로 둘러싸일 때가 많다. 블랙홀의 강력한 중력은 소용돌이치는 가스를 안으로 끌어당긴다. 이때 뜨거워진 물질이 서로 다른 빛의 형태로 나타난다.

블랙홀 주변의 두 번째 복사(radiation)의 근원은 코로나에서 찾고 있다. 코로나는 X-레이 빛을 내는 매우 높은 에너지 입자로 구성돼 있다. 어떻게 나타나고 형성되는지 상세한 것은 아직 파악되지 않고 있다. 연구팀들은 마카리안 335(Markarian 335) 블랙홀을 관찰했다. Mrk 335로도 부르는 이 블랙홀은 페가수스 자리에 위치해 있고 약 3억2400만 광년 떨어져 있다. 장기적이고 주의 깊은 관찰결과 이 블랙홀 주변에서 코로나가 방출되고 붕괴되는 것을 확인했다.

이 같은 빛이 지구를 향해 정면으로 다가올 때 '도플러 부스팅(Doppler boosting)' 효과에 의해 더 밝게 빛난다. 지구를 벗어나면 상대적으로 어두워보이는 셈이다.

이번 연구에 참여한 댄 윌킨스 박사는 "코로나는 처음에 안으로 모여들었다가 이후 제트 분출구처럼 블랙홀 위쪽으로 발사됐다"며 "아직 우리는 블랙홀에서 이 같은 분출구가 어떻게 형성되는지 알지 못한다"고 밝혔다. 코로나는 매우 빠르게 움직인다. Mrk 335에 관계되는 코로나는 '빛의 속도(초속 30만㎞)' 5분의1 정도로 민첩하게 뻗어갔다.

이번 연구 결과를 종합해 봤을 때 블랙홀로부터 나오는 X-레이 섬광은 코로나 방출에 의해 만들어지는 것으로 해석할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다. 블랙홀은 여전히 많은 수수께끼를 가지고 있다. 이번 연구결과는 그 수수께끼를 풀기 위한 하나의 단초가 될 것으로 기대된다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr