샤오루(蕭路)
【정견신문】
중앙의 초대형 블랙홀이 뿜어내는 플라스마 제트(초록색)가 모은하의 별 형성에 영향을 미치지 않고 있다.
우리 은하를 포함한 많은 은하의 중심에는 초대형 블랙홀이 존재한다. 이 블랙홀들은 일반적으로 수백만 태양 질량을 가지며 은하의 중력 중심에 위치한다. 천문학자들은 보통 이러한 초대형 블랙홀이 은하의 진화와 밀접한 연관이 있다고 여겨왔다. 아울러 관측을 통해 이 블랙홀들의 질량과 그가 속한 은하의 여러 물리적 성질 사이에 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
그러나 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 간섭계(ALMA)는 2018년 2월 20자 보도 통신문을 통해 기이한 발견을 공표했다. ALMA가 ‘개 은하'(DOGs, Dust-Obscured Galaxies, 성간 먼지에 가려진 은하)를 관측한 결과, 중심 블랙홀의 플라스마 제트가 주변의 성간 기체에 별다른 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다는 것이다. ‘개 은하’란 중심 블랙홀이 대량의 성간 먼지에 가려져 있는 은하를 말한다. 먼지의 영향으로 이들은 일반적으로 밝은 적외선을 방출한다. 이와 동시에 ‘개 은하’의 중심 블랙홀은 대개 매우 활발한데, 예컨대 번호가 WISE1029+0501인 은하의 중심 블랙홀은 강력한 플라스마 제트를 발사하고 있다.
현재 이론에 따르면 중심 블랙홀의 플라스마 제트는 주변의 성간 기체에 영향을 미친다. 현대의 관측 기술을 통하면 은하 속 일산화탄소 분자를 쉽게 식별할 수 있으며, 이를 통해 성간 기체의 변화를 유추할 수 있다. 이와 동시에 일산화탄소는 은하 내 별 형성의 중요한 지표이기도 하다. 따라서 은하 진화 모델에서는 성간 기체 속 일산화탄소 성분이 중심 블랙홀의 진화 성질과 직접적인 연관이 있어야 한다고 여겨왔다. 이렇게 되면 중심 블랙홀은 그가 속한 은하와 동기화되어 진화하게 된다. 그러나 ALMA의 관측에 따르면, WISE1029+0501의 중심 블랙홀이 실제로 강력한 플라스마를 발사하고 있음에도 불구하고 주변의 성간 일산화탄소에는 실질적인 영향을 미치지 않았다. 따라서 중심 블랙홀과 은하 속 별 형성 과정은 아무런 관계가 없는 것으로 보인다.
이번의 새로운 발견은 기존의 블랙홀-은하 동기화 진화 모델에 대한 커다란 도전임이 분명하다. 만약 동기화 진화가 아니라면, 이전에 관측을 통해 발견되었던 블랙홀과 그 모은하 사이의 상관관계 성질들은 어떻게 설명해야 할 것인가? 만약 진정으로 동기화 진화가 존재한다면, 블랙홀의 가장 두드러진 특징인 플라스마 제트는 어째서 동기화 진화의 원인이 아닌 것처럼 보이는가? 이로 볼 때 우주의 오묘함을 엿보고자 한다면 이러한 자연현상을 전면적이고 입체적인 시각으로 바라봐야 하며, 어느 한쪽의 관측이나 실험에만 얽매여 좁은 시야에 갇혀서는 안 된다는 점을 알 수 있다.