두 블랙홀이 특이하게 합쳐지는 현상이 발견되었습니다.

과학자들은 최근 태양 질량의 225배가 넘는 블랙홀 두 개가 합쳐지는 현상을 발견했습니다.

두 블랙홀이 합쳐지는 모습의 일러스트 - 사진: SXS

캐나다 천문학자들은 이 블랙홀의 질량이 태양 질량의 수만 배에서 수십억 배에 달하고 은하 중심에 위치한 초거대 블랙홀과는 비교할 수 없을 정도로 작지만, "이것은 상당히 특이하고 흥미로운 병합 현상"이라고 말합니다.

앞서 2023년 11월 23일, 두 블랙홀의 거대한 병합에서 발생한 중력파가 지구에 도달했고, LIGO-Virgo-KAGRA 협력단(중력파를 통해 이러한 병합을 탐지하는 데 특화된 그룹)이 이를 수집했습니다. 이 블랙홀들은 각각 태양 질량의 100배와 140배에 달하는 엄청난 크기를 자랑했습니다.

캘텍의 박사후 연구원이자 이번 연구팀의 일원인 소피 비니는 지금까지 중력파를 통해 감지된 이러한 유형의 블랙홀 병합은 대부분 태양 질량의 10배에서 40배 사이의 질량을 가진다고 말했습니다. 하지만 이번 사건은 블랙홀의 질량이 이처럼 엄청나게 크다는 점에서 정말 특별합니다.

10년 전 최초로 중력파를 감지한 연구팀은 그 이후로 300건이 넘는 중력파 현상을 감지했습니다. 하지만 이번 현상은 지금까지 발생한 것 중 가장 규모가 크며, 이전보다 훨씬 더 강력합니다.

GW231123으로 알려진 이 블랙홀 병합에서 또 다른 흥미로운 발견은 두 블랙홀이 매우 빠르게 회전하는 것처럼 보인다는 점입니다.

포츠머스 대학교의 찰리 호이 교수는 빠르게 회전하는 블랙홀이 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 한계에 근접해 있다고 말했습니다. 이 때문에 신호를 모델링하고 해석하는 것이 어렵습니다. 이는 인류를 위한 이론적 도구 개발을 진전시키는 데 있어 훌륭한 사례 연구입니다.

은하의 중심에는 태양 질량의 수만 배에서 수십억 배에 달하는 초대형 블랙홀이 존재합니다. 예를 들어, 우리 은하의 중심에는 궁수자리 A*(Sagittarius A*, Sgr A*)라고 불리는 블랙홀이 있는데, 그 질량은 태양의 약 400만 배에 이릅니다.

또한, 태양 질량의 몇 배에서 수십 배, 심지어 수백 배에 달하는 항성 질량 블랙홀도 존재합니다. 이러한 블랙홀은 질량이 큰 별이 연료를 모두 소진하고 초신성 폭발이라는 장대한 과정을 거칠 때 형성됩니다.

하지만 이 두 유형의 중간 형태 블랙홀도 존재합니다. 이러한 중간 블랙홀을 찾는 것은 천문학자들에게 어려운 과제로 여겨집니다. 이번에 새로 병합된 블랙홀은 천문학자들이 항성 질량 블랙홀과 초거대 블랙홀 사이의 "질량 간극"이라고 부르는 영역에 위치해 있습니다.

이는 인류와 우주 사이의 연결고리를 탐구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 두 블랙홀이 이전에 천문학자들이 관측했던 것보다 훨씬 더 무거운 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 한 이론은 이 쌍의 블랙홀이 각각 다른 두 블랙홀의 병합으로 생성되었다는 가설을 제시합니다. 하지만 이것이 유일한 이론은 아닙니다.

연구진에 따르면, 이번 발견은 우주론자들에게 새로운 연구 방향을 제시할 수 있다. 이 병합은 지구에서 20억에서 130억 광년 떨어진 곳에서 발생한 것으로 추정된다. 이번 발견은 인류와 우주의 연결고리를 탐구하는 데 중요한 역할을 할 것이다.

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VNA

출처: https://tuoitre.vn/phat-hien-vu-sap-nhap-bat-thuong-cua-2-ho-den-20250717130118207.htm