원시 블랙홀:별의 중심에 존재할 수 있을까?

우리 태양의 중심에 블랙홀이 존재한다는 생각은 순수한 공상과학 소설처럼 들립니다. 그러나 최근 연구에 따르면 이것이 현실적인 가능성이 있을 수 있다고 합니다. 그뿐만 아니라 일부 별에는 빅뱅 직후 형성된 원시 블랙홀이 있을 수도 있음을 시사합니다.

블랙홀 태양

1994년 그런지 밴드 펄잼(Pearl Jam)은 'Black Hole Sun'이라는 클래식 곡을 발표했습니다. 듣기 좋은 곡이지만 정확히 과학적인 진술은 아닙니다. 아니면 그럴까요?

블랙홀은 주변의 모든 것을 흡수하여 빛조차 빠져나오지 못하게 하는 것으로 유명합니다. 그렇다면 블랙홀과 별은 어떻게 공존할 수 있을까? 이 아이디어를 처음 제안한 사람은 스티븐 호킹이었습니다. 호킹은 아주 드물게 새로 형성된 별이 소행성 질량 정도의 작은 원시 블랙홀을 포착할 수 있다고 제안했습니다. 이것을 호킹별이라고 합니다.

그런데 이렇게 작은 질량을 가진 블랙홀이 어떻게 존재할 수 있을까요? 본질적으로 그것은 원자 크기의 블랙홀이어야 합니다. 새로운 연구의 저자들은 별들이 더 큰 블랙홀을 품고 있을 수 있다고 말합니다.

이번 연구의 주 저자인 얼 패트릭 벨린저(Earl Patrick Bellinger)는 뉴 아틀라스(New Atlas)에서 “중심에 블랙홀을 품고 있는 별들은 놀라울 정도로 오래 살 수 있다”고 말했습니다. “우리 태양의 중심에는 우리가 눈치채지 못하는 사이에 수성만큼 거대한 블랙홀이 있을 수도 있습니다.”

중심에 블랙홀이 있는 별

The Asphysical Journal에 발표된 이 연구는 중앙 블랙홀을 통합한 태양 진화 모델에 대한 새로운 접근 방식을 제시합니다. 이 모델은 태양과 더 나아가 다른 별의 핵에 원시 블랙홀이 있을 수 있으며 그것이 진화를 실제로 방해하지 않을 것임을 시사합니다. 핵에 가상의 블랙홀이 있는 태양은 먼저 어두워지고 헬륨 함량이 풍부한 완전 대류별로 팽창한 다음 결국 태양보다 큰 질량의 블랙홀이 될 수 있습니다.

그러나 이 모든 것은 그러한 별이 존재할 수 있는 이론적 방법이 있을 수 있다는 것을 보여줍니다. 실제로 여부를 어떻게 확인할 수 있나요? 존재하는가?

기존 모델을 기반으로 이러한 미니 블랙홀은 별지진학이라는 기술을 통해 탐지될 수 있습니다. 기본적으로 별의 중심에 블랙홀이 있으면 질량이 다르게 분포되어 별 내부의 대류 패턴이 이동합니다. 이는 이 기술을 이러한 획기적인 모델을 탐색하고 검증하기 위한 도구로 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

연구진은 연구에서 “블랙홀을 품고 있는 별의 독특한 내부 구조를 통해 천체지진학을 통해 블랙홀을 발견하는 것이 가능할 수도 있다”고 결론지었습니다.

이 별들은 적어도 일부 은하계 지역에서는 상대적으로 흔할 수도 있습니다.

이번 연구의 저자인 매트 캐플란(Matt Caplan) 교수는 “호킹별이 구상성단과 초희미한 왜소은하에서 흔히 발견될 것이라고 생각할 만한 타당한 이유가 있다”고 말했다. “이는 호킹별이 원시 블랙홀의 존재와 암흑물질로서의 역할을 모두 테스트하는 도구가 될 수 있음을 의미합니다.”

이것이 왜 그렇게 중요한가

이것은 진정한 패러다임 전환이 될 것입니다. 본질적으로, 이 연구는 새로운 관점을 제시하고 항성 역학의 기존 모델에 도전합니다. 일부 별에 대한 블랙홀 "씨앗"은 꽤 미친 아이디어입니다. 그럴듯하다는 사실조차 놀랍습니다.

만약 확인된다면, 별과 초기 우주에 관해 전혀 예상치 못했던 사실이 강조될 것입니다. 우선, 우리는 이러한 원시 블랙홀이 존재하는지조차 모릅니다. 만약 그렇다면 암흑물질에 관한 질문에도 답할 수 있을 것입니다.

우주의 약 27%를 구성하는 파악하기 어렵고 눈에 보이지 않는 물질인 암흑물질은 현대 천체물리학에서 가장 심오한 미스터리 중 하나로 남아 있습니다. 우리는 그것을 볼 수 없으며 그것이 미치는 영향을 볼 수 있지만 그것이 무엇인지 전혀 모릅니다. 그러나 일부 천문학자들은 이것이 원시 블랙홀과 밀접한 관련이 있을 수 있다고 의심하고 있으며 이제 우리가 그 흔적을 따라갈 수 있습니다.

해당 연구는 천체물리학 저널에 게재되었습니다. .