‘+ 우주의 새벽에 ‘아침식사’ 하는 거대 블랙홀 포착 / '불타는 반지’ 금환일식

 

 

 

[아하! 우주]

우주의 새벽에 ‘아침식사’ 하는 거대 블랙홀 포착

입력 : 2019.12.27

▲ 초거대 망원경인 VLT로 포착한 초기 은하 중심부에서 퀘이사를 둘러싼 블랙홀.

출처=ESO/Farina et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Decarli et al.  

천문학자들이 우주의 이른 새벽에 식사하는 거대 질량 블랙홀의 모습을 포착했다. 은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배에서 수십억 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 이 블랙홀들은 오랜 세월 은하 중심에서 막대한 질량을 흡수하면서 이렇게 커졌다. 그런데 천문학자들은 우주 초기에 이미 거대 질량 블랙홀이 존재한다는 사실을 발견하고 깜짝 놀랐다. 빅뱅 직후 얼마 지나지 않은 시점에 이미 엄청난 물질을 흡수해서 몸집을 키운 블랙홀이 있다는 이야기다. 그러나 이 블랙홀들의 성장에 필요한 물질이 어떻게 공급되었는지는 잘 몰랐다.

독일 막스 플랑크 천문학 연구소의 에마누엘 파올로 파리나가 이끄는 연구팀은 유럽 남방 천문대(ESO)의 거대 망원경인 VLT에 설치된 MUSE 장치를 이용해서 그 원인을 조사했다. 이들은 아주 멀리 떨어진 퀘이사 31개를 관측했다. 퀘이사는 많은 물질을 흡수하면서 막대한 에너지를 내놓는 블랙홀로 우주 초기에 흔했다. 이번 연구에서 관측된 퀘이사 가운데 가장 먼 것은 125억 광년 떨어진 것이었다. 이 퀘이사를 관측한 것은 빅뱅 직후 8억 7000만 년 전의 블랙홀을 관측한 것과 같은 수준이다.

▲ 초기 우주에서 퀘이사를 둘러싼 가스 헤일로를 묘사한 그래픽.

 출처=ESO/M. Kornmesser

연구팀은 이 오래된 31개의 퀘이사 가운데 12개에서 거대한 가스 헤일로(halo)의 존재를 확인했다.(사진) 퀘이사 주변의 가스 헤일로는 크기가 10만 광년에 달했으며 태양 질량의 수십억 배에 달하는 큰 질량을 지니고 있었다. 이런 거대 가스 구름이 우주 초기 거대 질량 블랙홀에 물질을 공급해 오늘날 우주에서 보는 거대 질량 블랙홀을 만들었다.

빅뱅 이후 얼마 지나지 않은 시점의 초기 우주에는 별과 은하는 적었고 별의 재료가 될 수 있는 가스는 많았다. 하지만 이 가스를 직접 관측하기는 어려웠는데, VLT 및 ALMA 같은 거대 관측 장비의 도움으로 관측에 성공한 것이다. 연구팀은 이번에 관측한 가스 헤일로를 '우주의 새벽에 먹는 블랙홀의 아침 식사'(black holes‘ breakfast at the cosmic dawn)라고 표현했다. 이때 많이 먹은 덕분에 거대 질량 블랙홀이 우주 초기부터 나타날 수 있었다. 아침을 든든히 먹어야 하루 종일 힘을 내는 인간처럼 블랙홀 역시 아침을 많이 먹어야 거대 질량 블랙홀로 진화할 수 있다는 점이 흥미롭다.

과학자들은 더 강력한 망원경을 통해 더 먼 우주를 상세히 관측해서 우주 초기에 있었던 일을 밝혀내고 있다. 앞으로 제임스 웹 우주 망원경과 지상의 차세대 망원경이 완성되면 더 많은 사실이 밝혀질 것이다.

[서울신문 나우뉴스] 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20191227601002&section=&type=daily&page=

[우주를 보다]

지구와 우주서 본 ‘불타는 반지’ 금환일식 포착

입력 : 2019.12.27

▲ 알렉산더 크리베니셰프가 사우디에서 촬영한 금환일식.

지난 26일 올해 마지막 천문현상인 일식이 지구촌 곳곳에서 일어났다. 한국천문연구원에 따르면 우리나라에서는 이날 오후 2시 12분(서울 기준)부터 달이 해를 가리는 부분일식이 시작돼 오후 3시 15분 최대 면적을 삼켰다. 이때 일식 면적은 태양 면적의 13.8％였다. 다만 곳곳에 눈이나 비가 내리면서 서울과 강원, 경기 일부에서만 관측돼 아쉬움을 남겼다.

그러나 중동 등지에서는 태양의 가장자리가 금반지처럼 보이는 금환일식(金環日蝕)이 일어났다. 서구에서는 ‘불의 반지’(Ring of Fire)라 부르는 금환일식은 달이 태양을 완전히 가리지 못해 생긴다. 태양 가장자리 부분만 보이며 마치 불에 타는 금반지 모양같아 붙은 이름이다. 이날 사진작가인 알렉산더 크리베니셰프가 사우디 아라비아에서 촬영해 공개한 금환일식 사진은 실제로 불에 타는 금반지 모습이 그대로 담겨있다.

▲ 국제우주정거장에 머물고 있는 제시카 메이어가 촬영한 금환일식

그렇다면 지구 밖 우주에서는 금환일식이 어떻게 보일까? 이에대한 궁금증은 국제우주정거장(ISS)에 머물고 있는 미국 우주인 제시카 메이어가 답했다. 메이어는 이날 자신의 트위터를 통해 "오늘 금환일식이 일어났다"면서 "지구 아래 부분에 막 떠오른듯한 달의 그림자가 보인다"고 썼다.

▲ 지난 2016년 DSCOVR이 촬영한 금환일식

우주에서 본 보다 확실한 금환일식 사진은 지난 2016년 3월 미 항공우주국(NASA)의 기상관측위성(DSCOVR)이 촬영했다.

지구에서는 달이 태양을 삼킬듯 보이지만 DSCOVR이 본 지구에는 짙은 달의 그림자만 드리웠다. DSCOVR이 이처럼 특별한 사진을 촬영할 수 있는 것은 일반적인 인공위성과는 달리 지구로부터 평균 160만㎞ 떨어진 곳에 위치해 있기 때문이다.

[서울신문 나우뉴스] 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20191227601003&section=&type=daily&page=