미래창조과학부는 지난 11일 두 은하가 충돌한 후 병합되기 직전의 두 은하 중심부에 자리한 블랙홀을 포착했다고 밝혔다. 은하병합의 마지막 단계에 있는 쌍둥이 블랙홀이 보고된 것은 이번이 처음이다.
쌍둥이 블랙홀은 은하의 중심부에 있는 블랙홀 중에서 병합과정에 있는 두 개의 블랙홀로 은하와 블랙홀의 공동진화를 이해하는 중요한 단서라는 것이 미래부의 설명이다.
이번 블랙홀 발견에 참여한 서울대학교 물리천문학부 우종학 교수팀은 미래창조과학부(한국연구재단 위탁)가 추진하는 중견연구자지원사업 등의 지원을 받아 수행했고 이번 연구결과는 영국 왕립천문학회지 온라인판 11월 11일자에 게재됐다.
독일과 미국의 공동연구자와 협력하여 이뤄진 이번 연구에는 칠레 북부 소재 유럽남천문대의 구경 8.4미터 거대망원경과 허블우주망원경의 자료가 이용됐다.
자료에 따르면, 두 은하가 충돌하면 각각 은하의 중심부에 있던 서로 다른 두 개의 블랙홀도 충돌하여 하나로 합쳐질 것으로 예측되었으나 블랙홀은 빛을 방출하지 않아 검출이 어려운데다, 병합후기쌍둥이 블랙홀은 서로 가까이 있어 구분하기 어려워 충돌후기에 있는 쌍동이 블랙홀이 확인된 적이 없었다.
이에 연구팀은 블랙홀 근처의 가스 운동을 측정하는 방식으로 두 개 쌍둥이 블랙홀의 존재와 위치를 알아냈다.
기존 엑스선 관측으로 확인된 2개의 쌍둥이 블랙홀은 병합초기 단계의 것으로, 병합후기 단계의 은하에서 쌍둥이 블랙홀이 확인된 것은 이번이 처음이다.
이번 은하병합 후기의 쌍둥이 블랙홀 발견으로 블랙홀 충돌과정에 대한 후속연구의 물꼬를 틀 것으로 기대된다.
미래부는 "약 2,600광년 거리에 떨어져 있는 두 개 은하의 핵이 점점 가까워지고 있으며, 각각의 핵에 블랙홀이 존재한다는 증거를 찾은 것"이라며 "연구팀은 블랙홀 주변에서 이온화되어 방출되는 가스를 추적했다. 첨단분광기를 이용해 은하 중심부의 가스의 분포와 운동을 정밀하게 측정했다"고 밝혔다.
연구팀 우교수는 “두 개의 쌍둥이 블랙홀이 수억 년 후 수 광년 거리만큼 가까워지고, 결국 충돌을 통해 하나의 블랙홀로 재탄생할 것으로 예상된다”고 설명했다.
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