우리 은하계에 있는 블랙홀의 갯수는?

은하의 중심에는 블랙홀이 몇 개나 있을까요? 천문학자들은 은하의 중심에는 거대한 블랙홀이 있고 그 주위에는 적어도 수천 개의 작은 블랙홀이 있으며 그것들과 상호작용하고 있다고 믿고 있다. 그것은 입증되지 않은 가설이었지만, 수십년간 받아 들여져 왔다.

 

그러나 이 가설의 증거는 최근 처음 제시됐다. 큰 블랙홀과 작은 블랙홀이 은하수 중심에서 촬영된 것이다.

 

컬럼비아대 천문학연구소 찰스 헤일리 교수팀은 은하 중심에 위치한 거대 블랙홀 사수자리 A* 주변에 12개의 작은 블랙홀이 있는 것을 확인해 네이처에 발표했다.

 

거대한 블랙홀과 그 주변의 작은 블랙홀 사이의 상호작용에 대한 연구는 우리 은하계에서나 할 수 있을 것이라고 헤일리 교수는 말한다. 다른 먼 은하에서 발생하는 X선이나 중력파 등의 데이터는 얻기 어렵다는 것이 이유다.

 

태양에 비해 수백 배의 질량을 가진 항성은 밀도가 높아짐에 따라 수축하여 블랙홀이 된다. 블랙홀이라는 빛조차도 도망칠 수 없는 공간이 하나라도 존재한다면 그 장소를 찾을 수 없다. 단, 두 개의 블랙 홀을 근접시켜 결합 시에 두 개의 블랙 홀을 형성하여 존재를 확인할 수 있는 것이다. 한 쪽 블랙홀이 다른 쪽 블랙홀 주위를 순환하게 된다. 그리고 X 선이나 중력파가 흡입되거나 충돌하거나 할 때 나오기 때문입니다.

연구팀은 1999년 미국 항공우주국이 발사한 챈드라 X선 관측선에서 X선 신호를 발견해 사수자리로부터 3광년 이내에 12개의 블랙홀이 있음을 확인했다. 헤일리 교수는 논문에서 우주 공간의 블랙홀 분포를 정확히 계산하면 약 1만 개의 블랙홀이 예상된다고 설명했다.

이 연구는 중력파 연구를 발전시킬 것으로 기대되고 있다. 은하 중심에 있는 블랙홀의 평균 수를 알아냄으로써 블랙홀 합병 등 이벤트 정보를 포함한 중력파의 수를 예측할 수도 있다.