초대질량 블랙홀이 태양 질량의 30배가 넘는 거대한 별을 조각조각 찢어 삼키는 과정을 상상해 그린 그림. 2018년 태양의 10조배가 넘는 빛을 내며 역대 가장 밝은 '블랙홀 섬광'을 일으켰다. 지금까지 관측된 항성 분쇄 중 가장 규모가 클 가능성이 제기된다. Caltech/R. Hurt (IPAC) 제공


약 100억광년(1광년은 빛의 속도로 1년간 이동한 거리) 떨어진 초대질량 블랙홀(supermassive blackhole)이 태양 질량의 30배에 달하는 거대한 별(항성)을 찢어 삼키며 엄청난 빛을 내뿜었다는 관측 결과가 제시됐다. 가장 밝았던 순간은 태양 밝기의 10조배에 달했다.
매튜 그레이엄 미국 캘리포니아공대(칼텍) 수 손오공릴게임예시 학·물리·천문학부 교수팀은 지금까지 블랙홀에서 목격된 사례 중 가장 밝은 섬광이 태양 질량의 30배가 넘는 별이 분쇄되며 일어난 현상이라는 관측 결과를 4일(현지시간) 국제학술지 '네이처 천문학'에 공개했다.
2018년 처음 관측된 이번 섬광 현상 'J2245+3743'은 관측 당시에는 주목받지 못했다. 이름에 있는 숫자는 하늘에서의 좌 바다이야기고래출현 표를 말한다. 연구팀은 5년 뒤인 2023년 이 천체가 점차 어두워지고 있다는 사실을 발견했다.
하와이의 W. M. 케크 천문대를 이용해 자세히 관측한 결과 지구에서 약 100억광년 떨어진 '활동성 은하핵(AGN)'에서 발생한 섬광이었다. 은하 중심부에 있는 작은 영역인 활동성 은하핵 안에는 초대질량 블랙홀이 자리 잡고 있다. 
사아다쿨100억광년이라는 먼 거리에서도 밝게 보인다는 것은 방출된 빛이 매우 강하다는 뜻이다. 연구팀은 블랙홀 근처에 수명을 다한 별이 폭발한 초신성이 있거나 강한 중력으로 빛이 왜곡돼 실제보다 밝게 보이는 일종의 착시일 가능성을 조사했지만 관측 결과와 들어맞지 않았다.
이후 연구팀은 거대한 별이 블랙홀에 너무 가까이 다가가다 분쇄 바다이야기게임방법 되며 방출된 빛일 가능성이 가장 높을 것으로 추정했다. 블랙홀의 중력으로 별이 나선형으로 빨려 들어가며 분쇄되는 과정에서 방출된 제트 광선이 폭발하면서 순간적으로 밝아졌다는 설명이다.
2023년에 비해 40배 밝았던 2018년 기준으로 계산한 결과 J2245+3743에서 발생한 빛은 태양 밝기의 10조배 이상에 달했다. 연구진은 J224 바다이야기 5+3743이 실제로 지금까지 기록된 가장 밝은 블랙홀 섬광 현상이라고 결론 내렸다.
아직 빛이 완전히 사그라들지 않았기 때문에 블랙홀이 삼키고 있는 별이 완전히 소멸하지는 않았을 것으로 추정된다. 그레이엄 교수는 "고래의 목구멍에 반쯤 들어간 물고기"라고 비유했다. 빛의 폭발이 추가로 발생할 가능성도 있다.
이번 섬광 현상을 추가로 관측하려면 시간이 많이 필요할 것으로 예상된다. 블랙홀 근처에서 방출된 빛이 팽창하는 우주를 가로질러 지구의 관측자에게 도달하는 동안 시간이 상대적으로 느려져 마치 슬로우모션처럼 보이게 된다.
연구팀은 2년간 J2245+3743의 활동을 관측하려면 지구에서는 약 7년이 필요할 것으로 추정했다.
<참고 자료> - doi.org/10.1038/s41550-025-02699-0
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]