네 개의 쌍둥이 블랙홀이 굉장히 가까이 모여있는 게 발견되어 천문학자와 물리학자들이 공황상태에 빠졌다.

이건 뭐 거의 복권 당첨과 비슷한 확률이나 마찬가지다. 나우뉴스에 따르면 퀘이사는 지구에서 관측할 수 있는 가장 밝은 천체로 현재 거대 질량의 블랙홀임이 밝혀지고 있다. 이런 퀘이사는 보통 산개해 존재하지만 이번에 발견된 네 개의 퀘이사는 불과 65만 광년이라는 좁은 범위에서 북적거리고 있다고 한다.

이야기는 계속된다!

이 적외선 이미지에서 보듯이 차갑고 높은 밀도의 가스로 가득 찬 성운에 퀘이사 네 개(화살표)가 붙어있다.

게다가 퀘이사들 간의 거리는 아주 먼 것이 보통이어서 이 ‘퀘이사 4인조’가 발견된 것은 1천만 분의 1 정도 확률에 해당하는 우연의 일치거나, 퀘이사에 대한 우리의 이해를 수정해야 한다는 증거 둘 중의 하나다.

“퀘이사가 여럿 있는 계는 드뭅니다. 퀘이사 자체가 드물거든요.” 독일의 막스 플랑크 천문학 연구소의 우주학자이자 이 발견을 한 팀의 리더인 요세프 헨나비 박사가 space.com에 한 말이다. “두 퀘이사 간의 일반적인 거리는 약 1억 광년 정도인데, 이 퀘이사 네 개 사이의 거리는 70만 광년을 넘지 않아요.”

Space.com에 의하면 이제까지 50만 개 정도의 퀘이사가 발견되었다. 하지만 과학자들이 아는 퀘이사 중 두 개가 같이 있는 경우는 100개 정도에 불과하고, 세 개가 같이 있는 경우는 몇 개밖에 되지 않는다.

이것은 최초로 관측된 4중 퀘이사계이다.

이들은 하와이의 W.M. 켁 관측소의 도움을 받아 발견되었다. 이 퀘이사들은 이번 발견을 이유로 ‘젝팟 성운’이라는 이름이 붙은 거대 성운 안에 있다. EarthSky.com에 따르면 이 성운의 너비는 1백만 광년 정도고, 질량은 태양의 천억 배 정도다.

퀘이사가 무엇인가?

굉장히 멀리 떨어진 곳에 존재하는, 즉 굉장히 오래된 은하계의 중심에 위치하는 초질량 블랙홀이다. 사이언스 지에 의하면 이 괴물들은 주위의 가스를 끌어들이면서 자신이 들어 있는 은하계 – 수천억 개의 항성이 있는 은하계라 할지라도 - 보다 수백 배 밝은 빛을 낸다.

막스 플랑크 천문학 연구소의 발표에 따르면, 우리는 큰 은하계에 있는 초질량 블랙홀은 모두 퀘이사 단계를 거친다고 믿고 있다. 하지만 이 단계는 고작 1천만 년 정도에 불과하다. 은하계들의 나이가 100억 년 정도라는 걸 생각하면 아주 짧은 순간이다.

과학 이론을 수정할 시간

그래서, 이번에 발견을 한 과학자들이 정말 운이 좋았던 것일까, 아니면 이 발견으로 인해 퀘이사 형성 모델을 수정해야 하는 것일까?

“난 우리의 생각을 바꾸어야 한다고 생각합니다.” 헨나비는 허핑턴 포스트에 이런 메일을 보냈다. “우리는 은하계 중심의 초질량 블랙홀이 어떻게 퀘이사가 되는지 설명하는 이론을 가지고 있어요. 보통 두 은하계가 충돌하거나, 블랙홀이 집어 삼킬 연료가 풍부할 경우에 퀘이사가 된다는 거죠. 하지만 그 이론으로는 이렇게 네 개가 함께 존재하는 걸 예측할 수 없었어요.”

다음은 뭘까?

이러한 계의 존재를 설명할 수 있는 방법을 찾기 위해, 천문학자들은 이와 비슷한 계를 찾으려 노력할 것이다.

“퀘이사 네 개가 함께 있는 걸 찾을 확률은 1천만 분의 1 이니, 굉장히 무시무시한 과업으로 들리겠죠. 하지만 우리는 어떻게 추진하면 될지 잘 파악하고 있습니다.” 헨나비의 말이다.

이 발견을 알리는 논문은 2015년 5월 15일 사이언스 저널에 발표되었다.

*본 기사는 허핑턴포스트 US의 'Discovery Of Rare Quadruple Quasar System Baffles Astronomers'를 번역 편집한 것입니다.