[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 태양보다 더 무겁고 훨씬 더 작은 천체가 지구로부터 수천 광년 떨어진 곳에서 은하계를 떠돌고 있다. 그것은 우리은하에서 발견된 최초의 고립된 항성질량 블랙홀일지도 모른다. 혹은 알려진 무거운 중성자별 중 하나일 수도 있다. 해당 떠돌이별은 중력이 더 먼 별로부터의 빛을 잠시 확대했던 2011년에 처음으로 모습을 드러냈다. 그러나 그 당시에 과학자들은 그 정체를 파악하지 못했다.
한 연구팀은, 이 불가사의한 악당은, 태양 질량의 약 7배에 달하는 블랙홀이라고 한 언론연구에서 보고하고 있다. 아니면 이 블랙홀이 조금 더 가벼워서, 우리와 가장 가까운 항성의 겨우 2배 내지 4배 무게에 불과하기 때문에, 이례적으로 가벼운 블랙홀이나, 이상하게 무거운 중성자별 둘 중 하나라고 보고한다.
중성자별과 항성질량 블랙홀은 적어도 태양의 몇 배에 해당하는 거대한 별들이 생애 마지막에 중력에 의해 붕괴할 때 형성된다. 천문학자들은 우리은하에 약 10억 개의 중성자별과 약 1억 개의 항성질량 블랙홀이 숨어있다고 믿고 있다. 하지만 이 물체들은 빛을 발산하지 않기 때문에 발견하기가 쉽지 않습니다. 중성자별은 도시 크기 정도로 너무 작아서 빛을 많이 내지 않는다. 그리고 블랙홀은 전혀 빛을 내지 않는다.
이런 종류의 물체들을 감지하기 위해, 과학자들은 보통 물체들이 주변에 어떻게 영향을 미치는지 관찰한다. 지금까지, 과학자들은 거의 20개의 항성 질량 블랙홀을 발견했다. 이러한 상대적으로 가벼운 블랙홀들은 우리 은하를 포함하여, 대부분의 은하계의 중심에 위치한 초거대 블랙홀들에 비해 아주 작다. 즉 연구자들은 이 물체들이 어떻게 그들의 가까운 천체 이웃들과 상호작용하는지 관찰해왔다.
하지만 블랙홀을 발견하는 것이 블랙홀의 전체 그림을 그리는 것은 아니다. 이 물체들은 계속해서 물질을 축적하기 때문에, 그것들이 형성된 질량을 결정하기는 어렵다. 그리고 출생체중이 블랙홀의 주요 특성이기 때문에, 그것은 이진법을 보는 데 있어서 중대한 단점이다. 10년 이상 동안, 연구자들은 홀로 된 블랙홀을 찾기 위해 하늘을 스캔해 왔다. 그 연구는 어떤 거대한 물체라도, 심지어 보이지 않는 물체라도, 그 근처의 공간을 휘게 한다는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 달려있다. 그 휘어짐은 배경별로부터의 빛이 확대되고 왜곡되게 하는데, 이것은 중력 마이크로렌즈라고 알려진 현상이다.
2011년, 연구원들은 그들이 갑자기 200배 이상 밝아진 별을 발견했다고 발표했다. 그러나 칠레와 뉴질랜드의 망원경을 사용한 이러한 최초의 관측들은 이 별의 겉보기 위치 또한 변화하고 있는지를 밝힐 수 없었다. 그리고 그 정보는 개입하는 물체의 질량을 고정하는 열쇠였다. 만약 이것이 무거운 물체라면, 이 별의 중력은 공간을 너무 왜곡시켜서 이 별이 움직이는 것처럼 보일 것이다. 하지만 이 별의 위치에 대한 "큰" 변화조차도 극도로 작고 감지하기 어려웠을 것이다. 그리고 불행히도 지상에 있는 망원경에 의해 포착된 천문학적 이미지들의 세부 사항들은 우리 행성의 격동하는 대기 때문에 흐릿하게 보이는 경향이 있다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자