주기적으로 폭발하는 '우주의 간헐천'
2021-01-22 10:33

우주의 '올드 페이스풀(Old Faithful)'이 발견됐다. 1870년 발견된 '올드 페이스풀'은 미국 옐로스톤에서 가장 유명한 간헐천이자 관광 명소로, 40~80분 간격으로 최대 60m의 물기둥을 내뿜는다. 발견 초기 그 위에 빨랫거리를 올려놓는 등 세탁기로 사용됐다는 에피소드도 유명하다.

과학자들이 이번에 확인한 우주의 올드 페이스풀도 주기적으로 에너지를 분출한다. 2014년 11월 14일 오하이오주립대학교 천문학과 프로젝트(ASSAS-SN) 연구자들에 의해 첫번째 플레어(flare)가 감지됐으며 이후 6년간 17차례 폭발이 관측됐다. 2020년 5월 17일, 9월 6일, 12월 26일 폭발 발생 시기를 성공적으로 예측한 이 학교 연구팀은 21일 공식 연구자료를 발표했다.

올드 페이스풀 간헐천. 1950년대에 비해 현재 물기둥이 높아졌다. <사진=Yellowstone Forever 유튜브 공식채널 영상 'Discover Yellowstone: Inside Old Faithful' 캡처>

이에 따르면 5억7000만 광년 이상 떨어진 은하 ESO 253-3에서 나타난 플레어의 원인은 초거대 블랙홀이다. 이는 은하계의 중심 궁수자리 A*(궁수자리 A별)에 위치한 블랙홀보다 20배나 크고 직경은 약 2360만㎞, 질량은 태양의 약 400만배에 달한다.

공동 저자인 오하이오주립대 패트릭 발레리는 "우리는 블랙홀이 이런 일을 하는 것을 본 적이 없었다. 이처럼 먼 은하의 핵에서 발생하는 규칙적이고 빈번한 플레어는 처음 본다"며 "마치 우주의 올드 페이스풀 같다"고 말했다.

이미지화한 초거대 블랙홀 <사진=영화 '인터스텔라' 스틸>

플레어는 블랙홀 근처에 별이 있을 때 별에서 빨아들인 가스가 블랙홀의 파편 등과 충돌해 발생한다. 반복적으로 플레어가 발생하는 이유로 과학자들은 '조석 교란(tidal disruption)'을 꼽는다. 별의 궤도가 블랙홀에 가까워지면 별의 조각이 찢어나가며 플레어가 발생하며, 완전히 파괴되지 않은 별은 움츠러든 상태로 블랙홀의 중력에서 벗어난다. 일정 주기 후 다시 블랙홀과 가까워지면 플레어를 방출하는 과정을 반복한다.

발레리 연구원은 "ESO 253-3의 규칙적이고 예측 가능한 방출은 블랙홀에 대해 그간 몰랐던 지식을 제공했다"며 "과학자들이 이러한 신비한 우주 물체가 어떻게 성장하고 변화하는지 더 잘 이해하게 될 것"이라고 의의를 밝혔다.

이 연구는 이달 중순 열린 미국 천문학회(American Astronomical Society) 237차 회의에서도 발표됐다.

채유진 기자 eugene@sputnik.kr

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