중력파에서 숨겨진 신호: 서로 다른 장소에서 태어난 블랙홀의 충돌이 새로운 미스터리를 제시 [함께 보는 우주]
중력파에서 숨겨진 신호: 서로 다른 장소에서 태어난 블랙홀의 충돌이 새로운 미스터리를 제시 [함께 보는 우주]

[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 중력파 관측소에서 나온 데이터 속에 깊게 숨겨진 신호들은 서로 다른 장소에서 태어난 두 개의 블랙홀의 충돌을 암시하고 있다.

레이저 간섭계 중력파 관측소인 LIGO와 같은 실험에서 본 시공간의 물결 대부분은 블랙홀과 중성자별 사이의 충돌로부터 나온다. 이들은 같은 시간과 장소에서 태어난 별의 쌍이었으며, 결국 나이를 먹어 블랙홀 또는 중성자별로 축소되어 서로 궤도를 돌게 되었다.

그러나 미국의 LIGO와 이탈리아의 자매 관측소 Virgo에서 나온 기존 데이터에서 발견된 블랙홀의 새로운 결합은 관련이 없는 쌍처럼 보인다. 이에 대한 증거는 그들이 하나로 합쳐질 때 어떻게 회전하고 있었는지에서 나온다. 같은 장소에서 태어난 블랙홀은 서로 궤도를 돌면서 회전하는 것처럼 회전이 정렬되어 있다. 그러나 이 경우에는 그들의 회전과 궤도 사이에 상관관계가 없어, 그들이 서로 다른 장소에서 태어났음을 암시한다.

중력파 관측에서 나온 이전의 사건들은 완벽하게 정렬되지 않은 블랙홀이 합쳐지는 것을 보여주지만, 대부분은 가족 간의 연결을 강하게 암시한다. LIGO-Virgo 협력에서 공개한 데이터를 통해 과학자들이 발견한 새로운 결과는 다르다. 블랙홀 중 하나는 실질적으로 거꾸로 회전하고 있다.

이것은 두 블랙홀이 서로 다른 장소에서 온 경우에만 쉽게 발생할 수 있다. 그들은 중력파 관측의 대부분을 차지하는 블랙홀 형제와는 달리 그들의 별이 늙은 시기에 만났을 것이다. 또한 과학자들은 이전의 LIGO-Virgo 연구에서 놓친 아홉 가지 다른 블랙홀 합병을 확인했다. 이 분석 방법의 장점은, 데이터를 다른 사람들이 사용할 수 있는 형식으로 제공한다는 것이다.

과학자들은 이것이 평생 함께 있었던 두 블랙홀에서 나온 것일 가능성은 매우 낮다고 말한다. 즉 이것은 붙잡힌 것이어야 한다는 것이다. 그것은 블랙홀 인구의 그 지역을 조사하기 시작할 수 있게 한다.

블랙홀 합병의 이론을 우리는 아직 충분히 이해하지 못하고 있다. 하지만 최근의 연구는 중력파 천문학에서 새롭고 흥미로운 기회를 제시할 수도 있다.

[이상원 칼럼니스트] 
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자

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