천문연, 은하중심 아닌 외곽 떠돌아다니는 블랙홀 발견

찬드라 X선 우주 망원경으로 관측한 X선 영상. 새로 발견된 블랙홀이 NGC 5252 은하 중심에서 약 3만 광년 정도 떨어져 있다. [사진=천문연 제공]

아주경제 최서윤 기자 = 한국천문연구원은 렌즈형은하 NGC 5252의 외곽부에서 새로운 블랙홀(CXO J133815.6+043255)을 발견했다고 25일 밝혔다. 이는 대부분의 은하 중심부에 존재한다고 알려진 거대 질량 블랙홀의 형성 과정을 규명하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

대부분의 은하들의 중심부에는 태양 질량의 십만 배에서 백억 배에 가까운 거대 질량 블랙홀이 존재하고 있다고 알려져 있다. 하지만 이렇게 무거운 블랙홀이 어떻게 만들어졌는지에 대해서는 아직 연구가 진행 중이다.

천문연 김민진 박사를 비롯해 국제 공동연구진이 발견한 블랙홀은 거대 질량 블랙홀보다 가벼운 중간 질량 블랙홀의 후보이며 은하 중심으로부터 약 3만광년 떨어져 있다. 이렇게 은하 중심이 아닌 곳에서 블랙홀이 발견되는 경우는 매우 드물다.

대부분의 블랙홀은 X선에서 강한 에너지를 내기 때문에 이번 연구는 찬드라 X선 우주망원경을 활용해 대상을 처음 찾아냈으며 이후 칠레에 위치한 6.5m 마젤란 망원경을 이용한 후속 관측을 통해 대상이 NGC 5252 은하를 떠돌고 있음을 알아냈다. 이 천체는 CXO J133815.6+043255이라고 명명됐다.

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칠레에 있는 6.5m 마젤란 망원경으로 얻은 분광 관측 자료. 산소와 수소 등의 방출선의 위치로부터 블랙홀까지의 거리를 측정해서 모은하인 NGC 5252와 같은 거리에 있음을 알아냈다. [그래프=천문연 제공]

김민진 박사팀은 후속 연구를 위해 제미니 8m 광학 망원경, VLBA 전파 망원경 등 세계 최대 망원경을 이용해 다양한 파장으로 관측을 진행 중이다. 

연구 결과는 천문학 분야 최상위급 학술지인 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 20일자로 게재됐다.