우주과학자들이 블랙홀의 ‘심장 박동’을 듣는 방법으로 지금까지 발견된 가장 작은 블랙홀의 단서를 발견했다고 스페이스 닷컴이 18일 보도했다.

이 블랙홀이 실제로 존재할 경우 질량은 우리 태양의 단 3배로 이론상 블랙홀이 안정 상태를 유지할 수 있는 최저 수준에 가까운 것이다.

이탈리아와 네덜란드 등 연구진은 미항공우주국(NASA)의 ‘로시 X-선 타이밍 탐사위성’(RXTE)이 ‘심박동’을 포착한 이 블랙홀을 직접 관찰할 수는 없었지만 우리은하 내부의 한 쌍성계로부터 오는 X-선의 변화를 측정해 블랙홀의 존재를 유추할 수 있었다고 천체물리학 저널 최신호에 발표했다.

심전도(心電圖)에 기록되는 심장 박동과 비슷한 이런 X-선 패턴은 지금까지 단 한 개의 다른 블랙홀에서만 포착됐다.

RXTE는 지구로부터 전갈자리 방향으로 약 1만6천~6만5천 광년 거리에 있는 한 쌍성계에서 이런 X-선 심박동을 포착했다.

연구진은 ‘IGR J17091-3624’로 명명된 이 쌍성계가 한 개의 정상적인 별과 짝이 되는 블랙홀로 이루어져 있으며 정상적인 별로부터 흘러나온 질량이 블랙홀로 빨려 들어가면서 블랙홀 주위에 납작한 원반 모양을 형성하는 것으로 생각하고 있다.

이 원반 내부에서 일어나는 마찰로 인해 주변의 가스가 수백만도의 고온으로 달궈지면서 원반에서는 은하 너머에서도 볼 수 있는 고에너지 X-선이 방출되는 것으로 추정된다는 것이다.

또 원반 내부에서 변화가 일어나면서 원반에서 흘러나오는 X-선에서도 마치 심장 박동의 차이처럼 주기적인 변화가 나타난다고 연구진은 밝혔다.

이들은 GRS 1915+105라는 다른 블랙홀에서도 이와 매우 비슷한 심박동을 발견했던 덕분에 두번째 블랙홀을 같은 방식으로 발견할 수 있었다고 말했다.

GRS 1915+105는 질량이 우리 태양의 14배 정도이며 몇 초에서 몇 시간에 이르는 매우 구조적인 패턴을 보이고 있다.

이에 비하면 IGR J17091-3624는 20분의1 밖에 안 될 정도로 희미한 심박동을 보이며 GRS 1915보다 8배나 빠른 5초당 한 번 꼴로 구조적 패턴을 보인다.

연구진은 “생쥐의 심박수가 코끼리보다 빠른 것처럼 블랙홀의 심박수도 질량에 따라 달라진다”고 말했다.

연합뉴스