알 수 없는 검은구멍 블랙홀의 형성과 증거

블랙홀

별과 같은 천체가 짜부라져서 보이지 않게 된 천체를 말합니다. 검은 구멍이라고 도 합니다. 이 천체는 중력이 너무 강하기 때문에 대부분 빠져나올 수가 없습니다. 블랙홀은 심지어 빛까지 잡아두기 때문에 보이지도 않습니다. 블랙홀의 중력이 이토록 강한 이유는, 매우 작은 공간 속에 막대한 양의 물질이 들어가 있기 때문입니다. 만약 지구를 블랙홀이 될 정도로 짜부라뜨린다면 그 크기는 구슬 정도가 될 것입니다. 천문학자들은 우리 은하 안에 수백만 개의 블랙홀이 있다고 생각합니다.

 

 

블랙홀의 형성

과학자들의 연구에 따르면 블랙홀은 아주 무거운 별이 핵연료를 모두 태운 뒤, 자체의 중력 때문에 짜부라질 때 만들어집니다. 별이 연료를 태우는 동안에는 바깥쪽으로 미는 힘이 만들어져서, 중력 때문에 생기는 안쪽으로 당기는 힘에 맞설 수가 있습니다. 그러나 연료가 모두 떨어지면 내부의 압력이 떨어져서 별은 더 이상 자신의 엄청난 무게를 지탱할 수 없게 됩니다. 이때 별은 엄청난 폭발을 일으켜 바깥층을 날려버리고, 동시에 별의 중심도 붕괴합니다. 약 1초 동안 지름이 15,000km인 별의 중심이 중력 때문에 지름이 15km인 천체로 붕괴됩니다. 블랙홀이 되는 별은 그리 많지 않습니다. 무거운 별은 대부분 붕괴되어서 중성자별(주로 중성자로 이루어져 있거나, 아니면 퀴크라고 하는 기본 입자들로 된 고밀도의 별)이 됩니다. 따라서 과학자들은 별에서 연소한 핵의 질량이 최소한 태양 질량의 3배가 되어야만 블랙홀이 만들어진다고 추정하고 있습니다.

 

블랙홀이 있다는 증거

블랙홀에 대한 생각은 일반상대성이론으로 알려진 아인슈타인의 중력이론에 근거를 두고 있습니다. 아인슈타인은 이 이론에서 별의 붕괴로 생긴 블랙홀은 태양보다 양 10만 배 정도 작고, 형체가 거의 없다고 예언했습니다. 따라서 블랙홀을 정확히 찾아내기는 매우 어려울 것입니다. 1994년에 미국의 천문학자들은 사진으로 블랙홀이 실제로 있다는 증거를 발견했습니다. 허블 우주망원경으로 찍은 사진을 이용하여 지구에서 5000만 광년 떨어진 M87 은하의 중심에 있는 소용돌이 원반을 측정란 것입니다. 또한 천문학자들은 엑스선을 방출하는 쌍성(이중성)계에서 블랙홀을 발견할 수 있을 것이라고 기대합니다. 쌍성계에서는 블랙홀과 눈에 보이는 보통 별이 아주 가까이에서 상대별을 서로 돌고 있기 때문에, 블랙홀이 보통 별의 가스를 끌어당길 것입니다. 그러면 그 가스는 블랙홀로 급격히 빨려 들어갈 것이고, 블랙홀의 바깥 온도는 수천만 도까지 올라갑니다. 따라서 가스에서 에너지가 엑스선의 형태로 방출되어 엑스선 망원경으로 볼 수 있게 됩니다.