블랙홀이 중성자별 잡아먹는 중력파 첫 포착 [과학it슈]

[시선뉴스 이호] 우주의 가장 큰 신비로운 천체현상 중 하나인 ‘블랙홀’. 최근 블랙홀이 중성자별을 잡아먹는 것이 처음으로 포착돼 천문학자들 사이에서 큰 이슈가 되고 있다. 

호주국립대학(ANU)과 과학전문 매체 등에 따르면 지난 14일 미국과 이탈리아에 있는 첨단 중력파 관측 시설인 라이고(LIGO)와 비르고(VIRGO)에 지구에서 약 9억 광년 떨어진 곳에서 중력파가 검출됐다. 

중력파는 강력한 우주 현상으로 시공간의 일그러짐이 광속으로 파도처럼 전달되는 것으로 알버트 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예측한 지 100년만인 2015년 9월에 처음 관측되었다. 

중력파는 블랙홀 간 병합이나 중성자별의 충돌 등에 의한 것은 관측됐지만 블랙홀이 중성자별을 병합하면서 나오는 중력파는 관측된 바 없었다. 

블랙홀과 중성자별은 모두 죽은 별의 초고밀도 잔해로 중심핵의 질량에 따라 최종형태가 달라진다. 

지난 4월 약 9억~16억 광년 떨어진 곳에서 블랙홀의 중성자별 병합 신호가 포착되기는 했으나 신호가 매우 약해 잘못된 경보일 가능성이 높은 것으로 받아들여지고 있었다. 그러나 이번에 관측된 것은 분명한 신호를 담고 있어 잘못될 경보일 가능성이 아닌 것으로 보고 있다. 

호주국립대 '일반상대성이론 및 자료 분석 그룹'을 이끄는 물리연구학부의 수전 스콧 교수는 "약 9억 년 전 이 블랙홀이 밀도가 매우 높은 중성자별을 팩맨처럼 먹어 그 자리에서 끝장을 냈을 수 있다"면서 이번 관측으로 원래 목표로 했던 중력파 검출 3종 세트가 완성된 셈이 됐다고 밝혔다.'

스콧 교수는 "중력파 관측시설에서 경보가 발령된 뒤 호주국립대의 스카이매퍼(SkyMapper) 망원경을 이용해 이 사건이 일어났을 가능성이 높은 우주 공간을 관측 중이나 빛으로 이를 확인하지는 못했다"고 덧붙였다.

천문학자들은 두 천체의 정확한 크기를 확인하기 위한 분석을 아직 진행 중이나 초기 결과는 블랙홀이 중성자별을 휘감았을 가능성이 매우 큰 것으로 나타났다.

호주연구위원회(ARC) 중력파 탐색 최고기구(OzGrav) 수석분석관을 맡은 스콧 교수는 이와 관련하여 "태양 질량의 5배보다 작은 블랙홀이나 태양 질량의 2.5배보다 큰 중성자별이 관측된 적이 없다. 이런 경험을 토대로 블랙홀이 중성자별을 집어삼킨 것으로 확신하고 있다"고 전했다. 

아직 작은 블랙홀이 관측된 적이 없었으나 아예 없다고 단정짓기는 힘든 상황에서 이번 중력파를 일으킨 것이 작은 블랙홀 일 가능성이 아예 없는 것은 아니지만 블랙홀과 중성자별의 중력파 자체만으로도 의미가 있다고 볼 수 있다. 

이에 관한 최종 결과는 과학 저널을 통해 발표될 것으로 예측하고 있다.