막심해(莫心海)
【정견망】
NASA 이미지: 이미지 중앙의 밝은 파란색 영역은 뜨거운 가스에 의해 방출되는 X-선 이미지이고, 주변에 흩어져 있는 밝은 점은 우주 먼지와 가스가 거대한 블랙홀을 향해 모여서 생긴 X-선 이미지다.
미국 캘리포니아주 패서디나에 위치한 카네기 천문대의 챈드라(Chandra) X-선 천문대를 이용한 연구팀이 한 은하단에서 예상보다 6배나 많은 활성 초질량 블랙홀을 발견했다고 2002년 9월 12일 나사 웹사이트에서 보도했다. 이 발견은 오래된 은하 중심의 블랙홀 성장 이론에 큰 영향을 줄 수 있다.
이 발견은 활동적인 중심 블랙홀이 푸른 젊은 은하와 마찬가지로 붉은 오래된 은하에서도 흔할 수 있음을 의미하기 때문에 천문학자들에게 놀라움을 안겨주었다. 연구팀은 칠레에 위치한 6.5미터 광학 천체 망원경으로 후속 관측도 진행했다.
“이 발견은 은하단은 오래되고 안정적인 블랙홀 서식지라는 우리의 기존 견해를 바꿨습니다.”라고 9월 10일 천체물리학 저널 레터(Astrophysical Letters)에 게재된 논문 제1저자인 폴 마티니는 말한다. “여기서 문제는 이들 블랙홀이 어떻게 젊은 은하에서와 유사한 강렬한 X-선 광원을 생성하는가 하는 것입니다.”
“X선은 인체를 쉽게 투과해 골절을 관찰할 수 있는 것처럼 은하계의 먼지와 가스를 쉽게 투과할 수 있습니다.” 논문 공동 저자인 댄 켈슨의 말이다. “우리는 챈들러 X-선 망원경을 사용해 성간 먼지를 투과해서 볼 수 있으며 최대 100억 년 된 별을 포함한 오래된 은하에서도 오늘날에도 여전히 많은 양의 은하 가스를 끌어들이는 중심 블랙홀을 가질 수 있다는 것을 발견했습니다. 이번 활동은 줄곧 우리의 관측을 피해 왔습니다. 이것은 이 은하들이 결코 하루살이 은하가 아니며 우리의 이론을 바꿔야 한다는 것을 의미합니다.”
과학자들에 따르면 우리 태양계 정도의 공간에 질량이 태양의 100만 배에서 10억 배에 달하는 활동성 은하핵(AGN)이라 불리는 초질량 블랙홀이 있는데 은하 중심부에 있는 일종의 발전소라고 말한다. 많은 천문학자들은 모든 은하 중심에 슈퍼 블랙홀을 갖고 있지만, 그중 일부만 활동 중이라고 본다.
한편 은하단이란 수백 개 또는 수천 개의 은하를 포함하는데 우주에서 알려진 가장 거대한 구조다. 은하단 속의 은하는 일반적으로 우리 은하처럼 푸른 나선 은하가 아니라 오래된 붉은 타원 은하다.
기존 이론에 따르면 은하가 빠른 속도로 성단 안으로 이동하면서 강한 바람이 나무에서 나뭇잎을 날려 버리는 것과 유사하게 은하의 가스를 제거하고, 은하들이 서로 충돌하고 그 결과 발생하는 별 폭발이 모든 성간 가스를 소비한다. 이러한 과정은 성간(星間) 가스의 전부는 아니더라도 대부분을 소비한다. 새로운 별을 생성할 원료가 없기 때문에 별의 전체 나이는 점점 더 오래되고 붉어진다. 활성 은하핵에 연료를 공급할 가스가 없기 때문이다.
이전의 광학 망원경으로 은하단을 관측한 결과 은하단의 약 1%만이 활성 은하핵을 가지고 있었지만 챈들러의 최신 X선 관측은 이번 발견이 전형적인 사례라면 비율을 약 5%로 높일 수 있다는 것을 발견했다.
연구팀은 챈들러 망원경으로 아벨 2104라는 은하단을 14시간 동안 관측한 결과, 이전의 광학 관측에 따르면 1개만 있을 것으로 예상했던 X-선 활동성이 높은 적색 은하 6개를 발견했다.
“광학 데이터에만 의존했다면 이 거대한 은하를 놓쳤을 것입니다.” 이 논문의 또 다른 공동 저자인 존 멀채 박사는 이렇게 말했습니다. 6개의 활동성 은하핵 중 단 하나만 가시광선 영역에서 전형적인 활동을 보였다.
최근 천문 관측이 갈수록 증가함에 따라 기존 우주 이론에 대해 갈수록 전면적인 도전이 증가하고 있다. 기존 이론 중 일부를 땜질하는 식의 대응으로 특정한 관측에 대처할 순 있지만 일시적인 해법일 뿐이다. 어쩌면 시공간, 생명, 우주에 대한 근본적인 관점의 변화만이 이러한 어려움과 모순을 해결할 수 있는 유일한 방법일지 모른다.
참고자료: http://www1.msfc.nasa.gov/NEWSROOM/news/releases/2002/02-229.html
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/18529