별 삼킨 블랙홀이 '트림'하는 시점 찾았다

초대질량 블랙홀이 주변을 지나던 별을 집어삼킨 뒤 가스와 제트 등 물질을 우주 공간으로 강하게 뿜어내는 이른바 '트림' 현상의 구체적인 시점이 밝혀졌습니다. 호주 커틴대학교 국제전파천문연구센터와 미국 프린스턴 고등연구소 공동 연구팀은 블랙홀이 별을 삼킨 후 강력한 물질을 방출하는 특정한 두 차례의 타이밍을 규명했다고 밝혔습니다.

연구팀은 이번 연구 결과를 지난 17일(현지시간) 국제 학술지 '네이처 천문학'에 공개했습니다. 연구팀은 별이 블랙홀의 강력한 중력에 끌려가 찢어지는 '조석파괴사건' 20건의 전파와 광학, 자외선, X선 관측 자료를 분석했으며, 강착원반 상태와 물질 분출 시점을 정밀하게 추정할 수 있는 10건의 사례를 추려 정밀 조사를 진행했습니다.

분석 결과 블랙홀의 물질 분출은 일정한 강착률 조건에서 두 차례 집중되는 것으로 확인됐습니다. 첫 번째는 별을 막 삼키기 시작해 물질이 빠른 속도로 쏟아져 들어오는 초기 단계로, 블랙홀의 중력과 복사압이 균형을 이루는 '에딩턴 강착률'에 도달하거나 이를 넘어설 때 일어납니다. 두 번째 분출은 별이 파괴된 지 수백 일에서 수천 일이 지나 먹잇감이 줄어들면서 강착률이 에딩턴 한계의 약 2% 수준으로 떨어지는 시점에 발생하는 것으로 나타났습니다.

연구팀이 가상의 조석파괴사건 100만 건을 시뮬레이션한 결과, 전체의 약 40%가 200일에서 7년 사이에 강착률 2% 기준을 통과하며 후기 분출을 일으켰습니다. 연구진은 블랙홀의 크기와 상관없이 동일한 물리적 규칙이 적용된다는 점을 확인했다며, 향후 블랙홀 관측과 우주 진화 과정의 비밀을 푸는 데 중요한 계기가 될 것으로 설명했습니다.