새 연구, 모든 거대 은하에 블랙홀이 있는가? ^{CEFR B2}

미시간 대학교 주도 연구진과 여러 기관의 연구자들은 연방 정부가 지원한 찬드라 임무로 20년 동안 수집된 X선 자료와 1,600개가 넘는 은하 관측을 종합해 분석했습니다. 대상 은하는 은하수 질량의 10배 이상인 매우 거대한 은하부터 우리 은하 질량의 몇 퍼센트 미만인 왜소 은하까지 포괄했습니다. 연구 결과는 The Astrophysical Journal에 실렸습니다.

연구는 왜소 은하의 약 30%만이 초대질량 블랙홀을 가질 가능성이 높다고 결론지었습니다. 반대로 은하수와 비슷한 거대 은하에서는 블랙홀이 90% 이상에서 발견되었습니다. 특히 많은 거대 은하는 중심부에 밝은 X선원을 보여 주었는데, 이는 주변 물질이 블랙홀로 떨어지며 가열되는 명확한 징후입니다. 그러나 질량이 3 billion 태양 질량보다 작은 작은 은하들은 대체로 이런 X선 신호가 결여되어 있었습니다.

연구팀은 두 가지 설명을 검토했습니다. 하나는 단순히 많은 저질량 은하가 중심 블랙홀을 갖고 있지 않다는 것이고, 다른 하나는 작은 블랙홀이 끌어들이는 가스 양이 적어 X선에서 매우 희미해져 찬드라가 감지하지 못한다는 것입니다. 분석은 작은 블랙홀의 희미함을 확인했지만, 희미함만으로 신호 부족을 모두 설명할 수는 없었고 추가적인 부족분은 블랙홀 부재로 설명되는 부분이 있다고 결론지었습니다.

공동저자들은 이 발견이 블랙홀 기원 이론에 실마리를 준다고 강조했습니다. 블랙홀 형성 이론은 작은 블랙홀이 성장하는 경로와 거대한 가스 구름의 직접 붕괴로 처음부터 큰 블랙홀이 생기는 경로로 나뉘는데, 이번 결과는 두 번째 가설을 더 지지하는 방향으로 해석됩니다. 추가 검증은 NASA와 유럽우주국의 공동 임무로 2035년에 계획된 LISA에서 나올 수 있으나, 대형 임무에 대한 자금 불확실성은 후속 연구에 영향을 줄 수 있습니다.