별들의 체증현상-안드로메다 은하 관측결과

출근길 교통체증마냥 별들이 공간을 떠도는 중에도 체증이 발생한다. 믿기 어려운 말이지만 미국 오하이오대 토마스 스태틀러 교수는 허블망원경을 이용해 안드로메다 은하의 중심 부분을 관측한 결과 이같은 사실을 발견했다고 최근 밝혔다.

천문학자들은 우리 은하를 포함한 대부분의 은하 중심부에는 블랙홀이 위치해 있다고 믿고 있다. 블랙홀은 태양보다 훨씬 큰 별들이 수명을 다한 뒤 갑작스런 수축에 의해 붕괴된 것으로 워낙 밀도가 커 엄청난 중력을 발산한다. 상상할 수 없이 큰 중력은 별을 포함한 주변의 물질 뿐 아니라 빛조차도 빨아들인다.

그렇다면 안드로메다 은하의 중심부는 어두워야 하는데 사실은 그렇지 않다. 오히려 두 개의 밝은 점이 자리잡고 있다. 최근 스태틀러 교수팀은 "안드로메다 은하의 별들은 중심의 블랙홀을 지구 관측자가 보기에 약간 기울어진 상태로 공전하고 있다"고 밝혔다. 공전궤도면이 기울어진 탓에 지구에서는 블랙홀을 볼 수가 없는 것이다.

바로 타원모양의 공전궤도 한쪽 끝부분에서 별들의 체증 현상이 빚어지고 있는 것이다. 케플러 제2법칙을 응용해 보면 타원궤도를 도는 별들은 질량중심인 블랙홀에 접근할수록 공전속도가 빨라지고 블랙홀에서 멀어질수록 속도는 느려지게 된다.

우리에게 교통체증이 일어나는 것처럼 보이는 지역은 바로 블랙홀에서 가장 멀리 떨어져 도는 부분이다. 이곳에서는 별들이 느리게 움직이기 때문에 별들이 한데 엉겨있는 것처럼 보이며 결국 주변보다 환한 점으로 관측된다. 블랙홀을 사이에 두고 반대쪽의 밝게 빛나는 점은 별들이 가장 빠른 속도로 움직이는 곳으로 지구 관측자의 시선방향과 나란하게 별들이 움직이기 때문에 주변보다 밝게 보인다. 〈金秀用기자〉