은하에서 방출된 거대질량 블랙홀의 원인 규명

• 천문학자들이 지구에서 약 75억 광년 떨어진 은하에서 시속 약 1,000km의 속도로 성간 공간을 이동 중인 거대질량 블랙홀(SMBH) 'RBH-1'을 관측하고, 이 블랙홀이 은하 병합 과정에서 튕겨져 나갔음을 규명함.
• 이 블랙홀은 이동 경로를 따라 약 20만 광년 길이의 푸른 별들의 흔적을 남기고 있으며, 이는 중력 반동에 의한 블랙홀 방출 현상을 보여주는 최초의 사례임.

은하 병합과 방출 과정

• 캘리포니아 대학교 산타바바라(UCSB) 연구팀은 허블 및 제임스 웹 우주 망원경 데이터를 통해 RBH-1의 기원을 추적함.
• 시뮬레이션 결과, 약 7천만 년 전 두 은하가 병합되면서 그 중심부에 있던 블랙홀들이 충돌했음이 밝혀짐.
• 당시 두 블랙홀의 회전은 정렬되지 않았으며, 더 무거운 블랙홀이 일반 상대성 이론이 허용하는 최대치의 70-75% 속도로 빠르게 회전하고 기울어진 상태였기에 강력한 중력 반동이 발생하여 블랙홀이 은하 밖으로 사출됨.

과학적 의미

• 이번 발견은 불균형한 블랙홀 병합이 생성하는 중력파가 결과물인 SMBH를 다른 방향으로 튕겨낼 만큼 강력하다는 이론적 예측을 입증함.
• 일반 상대성 이론에 따르면 은하 병합의 5-10%에서 이러한 블랙홀 사출 현상이 발생할 것으로 예상되나, 이를 실제 관측으로 확인한 것은 이번이 처음임.
• 향후 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)와 같은 차세대 관측소를 통해 이러한 거대 병합에서 발생하는 저주파 중력파 연구가 더욱 활발해질 것으로 기대됨.