왜소은하 속 '작은 블랙홀' 최초 발견…'블랙홀 기원 단서'

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우종학 서울대 교수·국외공동연구진, 네이처 아스트로노미 게재
기존 블랙홀 100억분의1 수준…입증 어려운 '중간질량'
왜소은하 NGC 4395과 은하 중심의 블랙홀© 뉴스1
(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 그간 알려진 블랙홀보다 100억분의1정도 질량에 불과한 '작은 블랙홀'이 국내 연구진에 의해 최초로 확인됐다. 블랙홀 자체가 관측이나 존재 입증이 쉽지 않지만, 그나마 인간에게 발견되는 것은 '거대 블랙홀'인데, 이번에 처음으로 거대 블랙홀보다 훨씬 규모가 작은 '중간질량 블랙홀'의 존재가 입증된 것이다.

우종학 서울대 물리·천문학부 교수가 이끄는 국제공동연구팀은 지구로부터 1400만광년 떨어진 왜소은하 'NGC 4395' 중심에서 빛의 메아리 효과를 측정해 중간질량 블랙홀을 확인했다고 10일 밝혔다.

거대한 은하 중심에는 블랙홀이 존재한다. 대부분의 블랙홀은 태양보다 100만배~100억배에 달하는 무거운 질량을 가져 '거대질량 블랙홀'이라고 불린다. 최근 그림자가 관측된 은하 'M87' 중심 블랙홀도 태양질량의 66억배가 넘는 거대질량 블랙홀이었다.

하지만 이보다 작은 '중간질량 블랙홀'에 대한 존재여부는 논란이 많았다. 블랙홀의 질량이 작을수록 중력이 미치는 공간도 작아져 블랙홀 주변 가스나 별의 운동을 측정하기 어렵기 때문에 이같은 논란은 끊임없이 제기됐다.

연구팀은 왜소은하 'NGC 4395'를 목표로 삼고 빛의 메아리 효과로 블랙홀 질량을 측정했다. 빛의 메아리는 블랙홀로 빨려들어가는 빛이 블랙홀 주변을 회전하는 가스구름에 반사되는 효과다.

회전하는 가스구름은 수소 등의 원소가 내는 특정한 파장의 빛을 관찰하는 데, 연구진은 가장 강력하게 뿜어져 나오는 방출선에 주목했다.

이 빛은 블랙홀 강착원반에서 나온 빛인 연속선보다 늦게 지구에 도착한다. 이처럼 연속선과 방출선 사이에 시간차로 블랙홀의 규모를 추정할 수 있다.

우 교수는 "두 빛이 지구에 도달하는 시간차를 측정하면 블랙홀에서 가스구름 영역까지 빛이 이동하는 시간을 알 수 있다"면서 "수소 가스구름을 이용해 측정한 빛의 메아리 효과 중에서 가장 짧은 80분을 얻었다"고 말했다.

이렇게 측정된 거리와 스펙트럼에서 측정한 가스구름의 회전속도를 합하면 블랙홀 질량이 결정된다. 그 결과, 이번에 확인한 블랙홀의 질량은 태양보다 약 1만배 무거운 것으로 확인됐다. 종전 거대 블랙홀과 비교하면 100억분의1 수준에 불과한 것이다.

엘레나 갈로 미시간대학교 교수는 "이는 메아리 효과로 측정한 블랙홀 중에서 가장 작은 블랙홀이다.이며, 중간질량 블랙홀이 실제로 존재한다는 강력한 증거"라고 설명했다. 왜소은하들은 거대한 은하들과 달리 질량이 작은 은하들은 진화를 거의 거치지 않았기 때문에 초기 우주의 흔적을 갖는다. 왜소은하 중심의 블랙홀도 우주 초기에 형성된 원시 블랙홀의 특성을 갖고 있을 가능성이 높은 것으로 평가된다.

이번 연구의 데이터는 한국천문연구원이 공동운영하는 구경 8.1m 제미니 천문대로부터 확보할 수 있었다. 전세계 미국, 일본, 한국, 인도, 세르비아, 이스라엘, 스페인 20여개 천문대에서 24시간 이상 모니터링이 진행됐다.

조호진 서울대 박사과정 연구원은 "이와 비슷한 프로젝트는 과거에도 여러 천문대에서 시도했지만 번번이 실패했다"면서 "이번 관측은 매우 도전적이었으며 날씨가 도와주지 않아 어려움이 컸지만 훌륭한 자료를 얻을 수 있었다"고 말했다.

이번 연구 결과는 '네이처 아스트로노미'(Nature Astronomy) 6월호에 실렸다.

somangchoi@news1.kr

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세브란스병원에서 눈 감아…동교동 시대, 역사의 뒤안길로2018년 1월 1일 서울 마포구 동교동 연세대학교 김대중도서관에서 열린 합동하례식에 참석한 이희호 여사. (뉴스1 DB) 2019.6.9/뉴스1
(서울=뉴스1) 박기호 기자,이형진 기자 = 고(故) 김대중(DJ) 전 대통령의 부인이자 영원한 동반자인 이희호 여사가 10일 별세했다. 향년 97세.

이 여사는 그간 노환으로 서울 신촌세브란스병원에서 입원치료를 받아오다 이날 병세가 악화돼 오후 11시37분 끝내 눈을 감았다.

1922년 유복한 의사 집안에서 태어난 이 여사는 이화여전 문과와 서울대 사범대를 졸업한 뒤 미국 유학을 다녀와 이화여대에서 강의를 하는 등 당대 여성으로선 보기 힘든 인텔리였다.

대한여자청년단(YWCA) 총무 등 1세대 여성운동가로 이름을 날리던 이 여사는 가난한 정치 재수생이었던 DJ와 만나 1962년 결혼한 뒤 지난 2009년 DJ가 서거할 때까지 47년간 "고난과 영광의 회전무대"를 살아왔다.

이 여사는 김 전 대통령과 결혼한 후 김 전 대통령 함께 정치적 고락을 함께 했다. 1972년 김 전 대통령의 미국 망명, 1973년 납치사건, 이후 가택연금과 투옥, 1980년 내란음모 사건으로 인한 수감, 미국에서 귀국한 뒤 가택연금 등 정치적 고난을 함께 견뎌냈다.

이 여사는 김 전 대통령이 사형 판결을 받았을 때 지미 카터 미국 대통령에게 편지를 보내는 등 구명 운동을 벌이기도 했다.

김 전 대통령이 네 번째 도전한 대선에서 대통령에 당선됐지만, 이 여사는 70대 후반의 고령임에도 아동과 여성 인권에 관심을 두고 '사랑의 친구들', '여성재단'을 만들어 활발한 대외 활동을 했다.

하지만 김 전 대통령의 대통령 재직 중 2002년 3남 홍걸씨, 차남 홍업씨가 연달아 구속되면서 참담함을 맛봐야 했고, 퇴임 직후엔 '대북송금 특검'으로 또 다시 어려움을 겪었다.

김 전 대통령이 2009년 8월 서거하면서 47년에 걸친 김 전 대통령과의 부부생활은 마감했지만, 매년 노벨평화상 수상 축하 행사를 개최하는 등 김 전 대통령의 유업을 잇기 위해 힘을 쏟았다.

2011년 12월에는 김정일 북한 국방위원장 조문을 위해 평양을 방문하는 등 햇볕정책의 계승을 위해서도 활발한 활동을 했다.

이 여사가 별세함에 따라 김 전 대통령 서거 이후에도 이어져왔던 '동교동 시대'도 완전하게 역사의 뒤안길로 사라지게 됐다.

유족으로는 김홍업, 홍걸 2남이 있다. 장남인 김홍일 전 민주당 의원이 이 여사에 앞서 지난 4월20일 별세했다. 아들 가운데 홍걸씨가 DJ와 결혼해 낳은 친아들이다.

hjin@news1.kr

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