과학이야기/과학기사
[과학기사] 거대블랙홀 질량은 태양 3200만배
별아저씨의집
2011. 10. 4. 16:31
매경에서 기사를 내보냈습니다. 몇가지 오류가 있군요. 거대블랙홀 질량은 태양의 100만 배에서 100억 배까지 입니다.
원글은 요기에...
태양 질량은 지구의 33만3000배에 달한다. 좀더 구체적으로 표현하면 2×10^30㎏이다. 이를 숫자로 표시하면 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000㎏. 은하 중심에 자리 잡고 별과 가스를 잡아먹는 거대 블랙홀 질량은 더 어마어마하다. 태양의 100만~100억배 정도로 추산된다. 표기가 어려울 만큼 천문학적 숫자가 등장한다.
다른 은하에 있는 거대 블랙홀 질량을 정확하게 재기는 쉽지 않다. 빛조차 도달하기 힘겨울 만큼 워낙 멀리 떨어져 있는 데다 주변 천체도 측정하기 어려워서다.
우종학 서울대 물리천문학부 교수는 UC버클리, UCLA, UC샌타바버라, UC어바인, UC샌타크루즈, 텍사스대학, 릭 천문대 등에 소속된 블랙홀 전문가들과 함께 지난 3월부터 약 3개월간 블랙홀 질량 측정에 나서 정확도가 높은 결과를 얻어냈다. 12개 정도 거대 블랙홀을 관측했는데 이 중 '마르카리안(Mrk)50' 은하 블랙홀이 태양의 3200만배에 달한다는 것을 밝혀냈다. 구체적으로 표시하면 6.4×10^30 ㎏이다. 오차 범위는 16% 정도다.
우 교수는 "은하 중심에 있는 블랙홀이 왕성하게 가스를 삼켜 매우 밝게 빛나는 세이퍼트 은하들을 조사했다. Mrk50이 그중 하나"라며 "블랙홀 주변 가스가 원운동을 하고 있음을 알아냈고, 이에 따라 비교적 정확한 질량을 얻을 수 있었다"고 말했다.
블랙홀 질량 측정은 우주 탄생과 성장의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다. 은하 중심에 있는 거대 블랙홀은 은하와 함께 진화한 것으로 알려져 있는데 블랙홀 질량을 정확히 알면 진화과정 규명에 강력한 실마리를 얻게 된다.
우 교수팀 연구 결과는 곧 국제학술지에 발표될 예정이다. Mrk50은 약 3억광년 떨어져 있는 은하로, 중심 부분이 매우 밝게 빛나고 수소가스가 초속 수천 ㎞ 속도로 운동한다.
연구팀은 3월부터 미국 캘리포니아 새너제이에 있는 릭천문대가 보유한 구경 3ｍ짜리 릭망원경으로 중심부 블랙홀 에너지가 매우 강한 세이퍼트은하 12개를 집중 관측했다.
블랙홀 질량을 재려면 블랙홀과 주변 가스까지 거리와 주변 천체 운동 속도를 알아야 한다.
태양 질량을 잴 때 주변 화성이나 목성 등 행성과 거리, 행성 운동 속도를 이용하는 것과 같다. 다만 수억 광년 떨어진 블랙홀과 주변 가스 간 거리는 망원경으로 구분이 불가능하다. 게다가 가스 운동은 일반 별이나 행성 같은 고체덩어리와 달리 분명하지 않아 어떤 형태로 움직이는지 파악하기 어렵다. 원운동을 하는지, 바깥으로 밀려나는 것인지, 혹은 빨려들어가는지 헷갈린다. 이 때문에 블랙홀 질량 측정 오차가 많게는 100%(2배)까지 나기도 한다.
거리 측정에는 빛의 '메아리 효과'가 활용됐다. 앞산이 멀면 메아리가 늦게 돌아오는 것처럼 빛을 이용해 거리를 측정하는 방법이다.
Mrk50이 빛의 변화를 크게 보인 덕에 연구팀은 비교적 정확한 거리 측정에 성공해 오차 범위를 줄일 수 있었다.
우 교수는 "블랙홀에서 가까운 강착원반(블랙홀 주위를 회전하는 가스원반)에서 수소가스까지 빛이 도달하는 데 걸리는 시간을 재는 것"이라며 "강착원반이 밝아지면 며칠 뒤 수소가스가 밝아지는데 그 시간 차이를 측정하면 빛이 이동한 시간을 잴 수 있고 수소가스까지 거리를 측정할 수 있다"고 설명했다.
빛이 메아리를 일으키는 데 걸린 시간은 10.4일로 측정됐으며 이 거리 값을 주변 수소가스 운동 속도 값과 함께 적용해 블랙홀 질량을 알아냈다. 속도는 '도플러 효과'를 활용해 측정한다. 도플러 효과는 자동차 속도를 재는 스피드 건에도 사용한다.
특히 블랙홀 주변 가스가 태양계 행성들이 태양 주위를 회전하듯 블랙홀 주변을 돌고 있다는 것을 밝혀냈다. 측정을 정밀하게 하려면 가스가 어떻게 운동하는지를 밝히는 것이 중요하다. 우주에서 은하 대비 블랙홀 질량비는 0.2% 정도인 것으로 알려져 있다. 또 은하 중심에 있는 거대 블랙홀과 달리 보통 별이 붕괴되며 생기는 별 블랙홀 질량은 대략 태양 질량의 10배 정도다.
[심시보 기자]
원글은 요기에...
태양 질량은 지구의 33만3000배에 달한다. 좀더 구체적으로 표현하면 2×10^30㎏이다. 이를 숫자로 표시하면 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000㎏. 은하 중심에 자리 잡고 별과 가스를 잡아먹는 거대 블랙홀 질량은 더 어마어마하다. 태양의 100만~100억배 정도로 추산된다. 표기가 어려울 만큼 천문학적 숫자가 등장한다.
다른 은하에 있는 거대 블랙홀 질량을 정확하게 재기는 쉽지 않다. 빛조차 도달하기 힘겨울 만큼 워낙 멀리 떨어져 있는 데다 주변 천체도 측정하기 어려워서다.
우종학 서울대 물리천문학부 교수는 UC버클리, UCLA, UC샌타바버라, UC어바인, UC샌타크루즈, 텍사스대학, 릭 천문대 등에 소속된 블랙홀 전문가들과 함께 지난 3월부터 약 3개월간 블랙홀 질량 측정에 나서 정확도가 높은 결과를 얻어냈다. 12개 정도 거대 블랙홀을 관측했는데 이 중 '마르카리안(Mrk)50' 은하 블랙홀이 태양의 3200만배에 달한다는 것을 밝혀냈다. 구체적으로 표시하면 6.4×10^30 ㎏이다. 오차 범위는 16% 정도다.
우 교수는 "은하 중심에 있는 블랙홀이 왕성하게 가스를 삼켜 매우 밝게 빛나는 세이퍼트 은하들을 조사했다. Mrk50이 그중 하나"라며 "블랙홀 주변 가스가 원운동을 하고 있음을 알아냈고, 이에 따라 비교적 정확한 질량을 얻을 수 있었다"고 말했다.
블랙홀 질량 측정은 우주 탄생과 성장의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다. 은하 중심에 있는 거대 블랙홀은 은하와 함께 진화한 것으로 알려져 있는데 블랙홀 질량을 정확히 알면 진화과정 규명에 강력한 실마리를 얻게 된다.
우 교수팀 연구 결과는 곧 국제학술지에 발표될 예정이다. Mrk50은 약 3억광년 떨어져 있는 은하로, 중심 부분이 매우 밝게 빛나고 수소가스가 초속 수천 ㎞ 속도로 운동한다.
연구팀은 3월부터 미국 캘리포니아 새너제이에 있는 릭천문대가 보유한 구경 3ｍ짜리 릭망원경으로 중심부 블랙홀 에너지가 매우 강한 세이퍼트은하 12개를 집중 관측했다.
블랙홀 질량을 재려면 블랙홀과 주변 가스까지 거리와 주변 천체 운동 속도를 알아야 한다.
태양 질량을 잴 때 주변 화성이나 목성 등 행성과 거리, 행성 운동 속도를 이용하는 것과 같다. 다만 수억 광년 떨어진 블랙홀과 주변 가스 간 거리는 망원경으로 구분이 불가능하다. 게다가 가스 운동은 일반 별이나 행성 같은 고체덩어리와 달리 분명하지 않아 어떤 형태로 움직이는지 파악하기 어렵다. 원운동을 하는지, 바깥으로 밀려나는 것인지, 혹은 빨려들어가는지 헷갈린다. 이 때문에 블랙홀 질량 측정 오차가 많게는 100%(2배)까지 나기도 한다.
거리 측정에는 빛의 '메아리 효과'가 활용됐다. 앞산이 멀면 메아리가 늦게 돌아오는 것처럼 빛을 이용해 거리를 측정하는 방법이다.
Mrk50이 빛의 변화를 크게 보인 덕에 연구팀은 비교적 정확한 거리 측정에 성공해 오차 범위를 줄일 수 있었다.
우 교수는 "블랙홀에서 가까운 강착원반(블랙홀 주위를 회전하는 가스원반)에서 수소가스까지 빛이 도달하는 데 걸리는 시간을 재는 것"이라며 "강착원반이 밝아지면 며칠 뒤 수소가스가 밝아지는데 그 시간 차이를 측정하면 빛이 이동한 시간을 잴 수 있고 수소가스까지 거리를 측정할 수 있다"고 설명했다.
빛이 메아리를 일으키는 데 걸린 시간은 10.4일로 측정됐으며 이 거리 값을 주변 수소가스 운동 속도 값과 함께 적용해 블랙홀 질량을 알아냈다. 속도는 '도플러 효과'를 활용해 측정한다. 도플러 효과는 자동차 속도를 재는 스피드 건에도 사용한다.
특히 블랙홀 주변 가스가 태양계 행성들이 태양 주위를 회전하듯 블랙홀 주변을 돌고 있다는 것을 밝혀냈다. 측정을 정밀하게 하려면 가스가 어떻게 운동하는지를 밝히는 것이 중요하다. 우주에서 은하 대비 블랙홀 질량비는 0.2% 정도인 것으로 알려져 있다. 또 은하 중심에 있는 거대 블랙홀과 달리 보통 별이 붕괴되며 생기는 별 블랙홀 질량은 대략 태양 질량의 10배 정도다.
[심시보 기자]