먼지에 숨은 블랙홀 품은 은하 무리

은하 무리 전체를 크게 둘러싼 암흑물질(보라색). 화로자리 은하단 이미지를 강조 처리한 것. ⓒNASA/JPL-Caltech

미국 항공우주국(NASA)이 거대한 블랙홀이 숨어있는 한 은하 무리를 아름답게 가공한 이미지를 22일(현지시간) 공개했다.

남쪽 하늘 별자리인 화로자리 방향으로 약 6000만 광년 거리에 있는 이 은하단에는 각각의 은하 중심에 초거대질량 블랙홀이 숨어 있다. 보라색 헤일로(광륜)는 눈에 보이지 않는 암흑물질을 착색한 것이다.

이런 거대한 블랙홀이 있는 은하 중 일부는 주위의 가스물질을 중력 작용으로 끌어당긴 뒤 거대한 에너지를 방출할 때 밝게 빛나는 ‘활동은하핵’(AGN)을 통해 관측된다.


이런 ‘빛나는 블랙홀’은 먼지에 가려진 것과 그렇지 않은 것이 있다고 한다. 이는 블랙홀 주위를 둘러싼 도넛 구조의 명백한 기울기의 차이 때문이라는 것이 지금까지의 일반적인 견해였다.

기존 이론에는 블랙홀을 둘러싼 먼지 도넛 구조의 기울기가 명백한 차이를 만드는 요인으로 여겨져 왔다. ⓒNASA/JPL-Caltech/NOAO/AURA/NSF/ESO

하지만 NASA의 광역 적외선 탐사위성인 ‘와이즈’(WISE)가 수집한 17만 개가 넘는 활동은하핵의 데이터를 분석한 결과, 먼지에 가려진 블랙홀을 지닌 은하들은 노출된 블랙홀을 지닌 것들보다 더 밀집하는 것으로 나타났다.

이는 이런 블랙홀의 외적인 차이가 도넛 구조의 기울기에 의한 것이라면 분포가 무작위여야 한다는 것과는 맞지 않다는 것이다. 이런 결과가 우연이 아니라면 먼지의 유무에 영향을 주는 다른 이유를 검토할 필요가 있다고 이번 연구를 시행한 제트추진연구소(JPL)와 미 캘리포니아공과대학 연구진은 설명했다.



또 은하를 둘러싼 암흑물질도 은하가 분포하는 차이에 관여할 수 있다고 한다. 먼지에 숨은 블랙홀을 지닌 은하가 무리 지어 있는 것은 이런 무리를 지은 은하보다 더 큰 암흑물질의 구조가 있다는 것이 된다.

암흑물질 자체가 블랙홀을 숨기는 것은 아니지만 그 중력이 어떤 작용을 일으키고 있을 수도 있다는 것이라고 연구진은 설명했다.

천문학자들은 블랙홀에 대한 설득력있는 새 모델을 구축할 수 있게 되리라 기대하고 있다.

사진=NASA

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr