우리 은하 중심에 블랙홀

오늘 모임에서 잠깐 나왔던 화제. 우리 은하 중심에 블랙홀이 있느냐 하는 부분. 대충 검색해 보니 다음과 같은 내용이 있다. (결론적으로 블랙홀이 있는 것으로 생각된다는 내용임. 미처 몰랐다고 말하면 상식이 부족한 건가.. 웅..)

우리 은하계의 중심은 지구에서 볼 때 궁수자리 방향에 있다. 하지만 공교롭게도 은하면을 따라 분포하는 성간먼지의 방해로 광학 망원경을 통해서는 직접 볼 수 없다. 그러나 전파로써 관측하면 여기에 강력한 전파원 궁수자리 A가 존재하고 있음을 볼 수 있다. 궁수자리 A는 궁수자리 서쪽 끝에 자리잡고 있다. 궁수자리 A를 전파를 통해서 보면 매우 밝은 심이 있는 서쪽 부분과 초신성 폭발의 잔해로 보이는 동쪽부분으로 구분된다. 서쪽 부분의 밝은 심은 초속 100 km의 맹렬한 속도로 회전하는 반경 10광년 가량의 도너츠 모양을 한 분자고리로 둘러싸여 있고, 분자고리로부터는 이온화된 플라스마의 팔 3개가 고리의 중심을 향해 뻗어 있다는 것을 알았다. 그리고 중심에는 매우 강력한 전파원 궁수자리 A*가 존재하는데, 이것이 은하계의 중심핵으로 생각된다. A*의 반경은 대략 10 AU로서 토성의 궤도 반경밖에 되지 않지만 그 질량은 태양 100만 개분에 해당한다. 고밀도의 중심핵 A*는 별의 대집단으로, 은하계의 중심에 거대한 블랙홀이 존재하리라고 여겨진다. 이 블랙홀에서는 태양의 100조(1014)배에 이르는 막대한 전파에너지를 방출하고 있다.

위 내용으로는 블랙홀 존재에 대한 설명이 빈약하고, 계산으로 블랙홀 존재를 짐작한 내용을 옮겨보면 다음과 같음.(성래의 설명과 거의 같지만..)

천문학자들은 나선형 은하가 회전한다는 사실을 통해 전체 은하의 질량을 알아낸다. 질량이 다른 두 물체간의 회전 속도를 알아 내면 전체 질량을 알아 낼 수 있다. 우리 은하에서의 경우 태양은 250 km/sec 속도로 공전하고 이 위치에서 이런 속도를 유지하기 위해서는 은하내부에 적어도 태양 질량의 1200억배 질량이 존재하여야 한다. 이런 방법으로 은하수의 질량이 측정될 수 있다. 하지만 지금 까지 알려진 별, 먼지, 가스들의 양은 태양이 유지 하고 있는 공전 속도를 유지 하는데 충분하지 않다. 이러한 사실을 통해 천문학자들은 은하 중심에 거대한 질량을 가진 블랙홀이 존재 하리라 기대하고 있다.

조금 더 덧붙히자면...

1932년 네덜란드의 천체 물리학자 얀 오르트는 은하계의 질량을 계산해 냈다. 그러기 위해 그는 우리 은하의 원반부에서 별들의 시선 속도를 관측했다. 그것을 토대로 은하 내에 작용하는 만유인력의 세기를 알아낸 다음 은하의 총 질량을 구했다. 우리 은하의 질량 분포를 확인한 오르트는 놀라지 않을 수 없었다. 우리 은하를 구성하는 물질 중에서 "보이는 물질"은 반도 되지 않기 때문이었다. 그의 연구를 통해서, 하늘에는 아주 "무거운" 어떤 물질, 눈에 보이는 별들만큼이나 무겁고 검출할 수도 관찰할 수도 없는 물질이 존재한다는 사실이 확인되었다. 오르트는 그 이상한 물질을 "유령 물질"이라고 불렀다.

설명 안되는 유령 물질이 블랙홀이란 이름으로 멋지게 데뷔하여 끼워 맞추기식 설명을 한건 아닐까 의심되지만 (의심한다고 별 수도 없고.. -_-;;) 어쨌거나 재미있다. 상상력과 문학적 소양이 부족한 사람이라면 천문학자되기를 포기하는게 좋겠다는 생각도 들고.. ^^