태양 질량 300억배 넘는 '괴물' 블랙홀 중력렌즈 효과로 포착

우리 은하 블랙홀 7천배…슈퍼컴 시뮬레이션 허블이미지와 일치

태양 질량의 300억 배가 넘는 괴물급 초대질량 블랙홀이 발견돼 학계에 보고됐다.

천문학자들이 거의 보지 못 한 큰 블랙홀인데다 중력렌즈 효과와 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 처음으로 발견한 블랙홀이라 많은 관심을 받고 있다.

영국 더럼대학에 따르면 이 대학 물리학과 제임스 나이팅게일 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 27억 광년 떨어진 은하단 아벨(Abell) 1201에서 가장 밝은 은하 안에서 중력렌즈 효과를 이용해 태양 질량의 327억배에 달하는 초대질량 블랙홀을 찾아낸 결과를 영국 왕립천문학회 월보'(MNRAS) 최신호(29일자)에 발표했다.

이는 우리 은하 중심에 자리 잡은 블랙홀의 7천배에 달하는 것이다.

중력렌즈 효과는 질량이 큰 천체로 인해 배경의 빛이 굴절되며 렌즈로 들여다본 것처럼 확대돼 보이는 현상을 지칭한다.

이번 연구에서는 은하의 빛이 굴절돼 확대된 이미지를 허블 우주망원경으로 포착하고, 영국의 통합 슈퍼컴퓨팅 시설인 DiRAC 고성능컴퓨팅(HPC)을 이용해 빛이 블랙홀을 통해 굴절되는 과정을 수십만 차례에 걸쳐 시뮬레이션했다.

이를 통해 초대질량을 뛰어넘어 극대질량 블랙홀을 상정한 시뮬레이션에서 허블 망원경이 잡은 이미지와 일치하는 것이 확인됐다.

연구팀은 "태양 질량의 300억 배가 넘는 이 블랙홀은 지금까지 발견된 블랙홀 중 가장 큰 축에 속하는 것으로, 이론적으로 가능한 블랙홀 상한에 있다"고 했다.

과학전문 매체 '라이브사이언스'(Livescience)에 따르면 지금까지 관측된 블랙홀 중 가장 큰 것은 지구에서 108광년 떨어진 사냥개자리와 머리털자리 경계부근의 TON 618로 태양 질량의 약 400억 배에 달하는 것으로 알려져 있다.

나이팅게일 박사는 "우리가 알고 있는 대부분의 대형 블랙홀은 주변 물질을 끌어들여 X선을 비롯한 전자기파 에너지를 방출하는 활동 상태였기에 포착됐다"면서 "중력렌즈 효과를 활용하면 멀리 있는 비활동성 블랙홀도 연구가 가능하다"고 강조했다.

연구팀은 이번 연구가 블랙홀의 미스터리를 더 깊이 연구할 수 있게 해주는 첫 걸음으로, 이전에 여겨지던 것보다 더 비활동적이고 규모가 큰 블랙홀을 찾아내 연구할 수 있는 가능성을 열어놓는 것이라고 했다.

/연합뉴스