국제 연구팀은 대마젤란 성운이라고 불리는 이웃 은하에서 휴면 상태의 항성질량 블랙홀을 발견하였다. 별의 중력 붕괴에 의해 형성된 이러한 유형의 블랙홀이 우리 은하 밖에서 확인된 것은 이번이 최초이다.
이 연구는 EU 자금 지원 프로젝트 MULTIPLES, PROGENITOR 및 TEL-STARS의 지원으로 수행되었다. 연구의 제1저자인 Tomer Shenar 박사는 "우리는 '모래사장에서 바늘'을 찾았다"고 말하였다. 이 천체 물리학자는 MULTIPLES 프로젝트를 주관한 벨기에 KU Leuven에서 연구를 시작하였으며, 현재는 PROGENITOR 프로젝트 조정 기관인 네덜란드 암스테르담 대학교의 MSCA 펠로우로 있다.
최근 과학자들은 무거운 별이 단독으로 존재하는 경우가 거의 없고 쌍성계의 일부로 쌍으로 존재한다는 사실을 발견하였다. 그러나 이러한 질량이 큰 별이 수명이 다한 후 자체 중력에 의해 붕괴되면 항성질량 블랙홀이 생성된다. 쌍성계에서 이것은 빛나는 동반성이 있는 궤도에 블랙홀을 남긴다.
휴면 블랙홀은 높은 수준의 X선 복사를 방출하지 않기 때문에 탐지하기가 매우 어렵다. 공동 저자인 KU Leuven의 Pablo Marchant 박사는 "일반 천문학자들의 생각과 다르게 우리가 휴면 블랙홀에 대해 거의 알지 못한다는 것은 놀라운 일이다"고 말하였다.
여러 블랙홀을 발견한 것으로 유명한 국제 전문가 팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초대형 망원경으로 6년 간의 관측 끝에 이웃 은하의 쌍성계를 식별하는 데 성공하였다. VFTS243이라고 불리는 쌍성계는 질량이 우리 태양의 9배 이상인 휴면 블랙홀로 구성되어 있으며, 질량은 태양의 25배인 밝은 푸른 별을 공전하고 있다.
천체 물리학자들은 또한 블랙홀이 출현한 별이 거대한 폭발의 흔적도 없이 완전히 붕괴되었음을 발견하였다. Shenar 박사는 "이 직접 붕괴 시나리오에 대한 많은 증거가 최근에 나타나고 있지만, 우리 연구는 틀림없이 가장 직접적인 징후 중 하나를 제공한다. 이것은 우주에서 블랙홀 합병의 기원에 대해 엄청난 의미를 가지고 있다"고 말하였다.
연구원들은 VFTS243을 찾기 위해 대마젤란 성운의 독거미 성운 지역에 있는 1,000개에 가까운 무거운 별을 연구하였다. Shenar 박사는 "최근 몇 년 동안 잠재적인 블랙홀을 밝혀낸 연구원으로서 나는 이 발견에 대해 매우 회의적이었다"고 지적했다. 그러나 이는 그 뿐만이 아니었다. 공동 저자인 미국의 하버드&스미소니안 천문학 센터의 Kaereem El-Badry 박사도 이러한 회의론을 공유하고 있었다. "Tomer가 나에게 그의 연구 결과를 다시 확인하라고 요청했을 때 나는 의심이 들었다. 그러나 블랙홀과 관련되지 않은 데이터에 대한 그럴듯한 설명을 찾을 수 없었다"
팀은 MULTIPLES(the MULTIPlicity of supErnova progenitorS), PROGENITOR(PRObes of Gravitational-wave progENITORs), TEL-STARS(Turbulent and Explosive Lives of Massive Stars)가 지원하는 작업이 은하수와 마젤란 구름 내 다른 쌍성 발견을 위한 길을 닦기를 희망한다. El-Badry 박사는 "물론 현장의 다른 사람들이 우리의 분석을 주의 깊게 살펴보고 대안 모델을 만들기 위해 노력할 것으로 기대한다"고 결론지었다.
*이 연구에 관한 기사는 2022년 7월 18일 SciTechDaily 저널에 작성되었음.
