블랙홀 어떻게 찾나

빛마저 갇혀버린 블랙홀을 어떻게 발견할 수 있을까. 깊은 어둠의 우주 공간 속에서 블랙홀은 마치 개미지옥처럼 모습을 숨긴 채 주위의 물질들을 탐욕스레 먹어치우고 있다. 블랙홀을 직접 관측하는 것은 불가능하다. 주변의 움직임을 통해 간접적으로 존재를 추정할 따름이다.

허블우주망원경은 M87 은하의 중심핵 부근에서 나선형의 뜨거운 가스 원반을 발견했다. 원반을 이루는 물질은 시속 200만km 정도의 속도로 회전한다. 이처럼 엄청난 속도는 태양 질량의 30억배 가량 되는 물질이 원반 중심부에 집중돼 있음을 뜻한다. 작은 공간에 이만큼 엄청난 질량이 밀집할 수 있는 것은 블랙홀 밖에 없다.블랙홀로 주위 물질들이 빨려들어갈 때 엄청난 속도 때문에 거대한 충격파가 발생하고 물질은 1억℃ 이상 뜨거워지고, X-선의 형태로 복사에너지를 방출한다. 1965년 백조자리의 한 별에서 X-선이 발견됐다. 당초 중성자성에서 X-선이 방출되는 것으로 생각했으나 세기가 불규칙하게 변함에 따라 천문학자들은 블랙홀일지 모른다는 추측을 했다. '백조자리 X-1'으로 이름붙여진 이 천체는 우리 은하계에서 가장 강력한 X-선 발생원 중 하나로 약 8천광년 떨어져 있다. 훗날 관측을 통해 같은 위치에서 'HDE-226868'이라는 태양 질량의 약 30배에 달하는 초거성이 발견됐고, 여기서 흘러나오는 고온의 가스가 약 1천만km 떨어져 공전하고 있는 물체, 즉 블랙홀로 빨려들어가는 것이 확인됐다. '백조자리 X-1'은 블랙홀로 입증된 최초의 별이다.