영국 더럼대학 연구팀이, 지금까지 알려진 것 중 가장 큰 블랙홀로 보이는 천체를 발견했다고 발표했는데, 이 블랙홀은 태양 300억 개분 이상의 질량을 가지며, 지구에서 27억 광년 떨어진 은하의 중심에 존재한다고 한다.
연구팀에 따르면, 문제의 블랙홀은 지구에서 약 27억 광년 떨어진 Abell 1201로 불리는 은하단 중심에 존재하며, 질량은 태양의 약 327억 배이고, 일반적인 초대질량 블랙홀의 질량은, 태양의 수백만~수십억 배로 알려져 있어 이번에 발견된 블랙홀이 얼마나 거대한 천체인지 알 수 있다.
블랙홀은 그 엄청난 질량으로부터, 그 중심은 빛조차도 빠져나올 수 없는 중력의 특이점이 되고 있고, 블랙홀의 대부분은 활동 상태에 있으며, 빛이나 X선, 기타 방사선 형태로 에너지를 방출하지만, 활동 상태가 아닌 블랙홀의 경우 X선 등 방사가 강력하지 않아 관측하기가 매우 어렵다.
2019년 천체 관측 사상 최초로 촬상된 블랙홀 이미지는, 초고온 플라즈마 가스가 내뿜는 전자파를 사용해 촬영하는데에 성공.
그런 보이지 않는 블랙홀을 찾기 위한 방법 중에 하나가, 중력렌즈 효과라고 불리는 현상을 찾는 것으로, 블랙홀처럼 거대한 질량을 가진 천체가 존재하면, 주위 시공간 자체가 뒤틀려 버리기 때문에, 마치 렌즈를 통과했을 때처럼 빛이 일그러지거나 넓어질 수 있다. 이 빛의 뒤틀림을 관측함으로써, 블랙홀의 존재를 확인할 수 있다.
Abell 1201의 중심에 있는 성단 은하(BCG)는, 지금까지 강한 중력 렌즈로 작용하고 있는 것으로 알려져 있었는데, 아래 사진은 실제로 Abell1201을 포착한 사진으로, 중앙 검은색 원(BCG) 오른쪽 상단에, 원래대로라면 BCG를 사이에 두고 건너편에 있는 은하단의 모습이 활 모양으로 일그러져 보인다. 이로 인해 Abell 1201의 BCG에는 매우 큰 블랙홀이 존재한다고 알려져 있었지만, 지금까지는 상세한 내용이 밝혀지지 않았었다.
그래서, 더럼대 물리학자인 제임스 나이팅게일이 이끄는 연구팀은, 그동안 허블우주망원경으로 촬영된 Abell 1101의 사진을 분석해, 우주를 통과하는 빛 시뮬레이션을 컴퓨터로 수십만 번 수행했으며, 중력렌즈 특성상 Abell 1201 중심에 태양의 약 327억 배 질량이 있는 초대질량 블랙홀이 존재한다고 밝혀냈다.
Abell 1201의 중심에 있는 이 초대질량 블랙홀이 갖는 사상 지평면의 직경은 1290 천문단위 이상에 이른다고 하며, 태양에서 명왕성까지의 거리는 대략 40 천문단위임을 감안하면, 이 블랙홀의 규모가 얼마나 큰지 잘 알 수 있다.
나이팅게일 씨는, "중력렌즈 효과를 검증함으로써, 활동 상태가 아닌 블랙홀의 연구가 가능해집니다. 이 접근법을 통해 더 많은 블랙홀을 검출하고, 이 이국적인 천체들이 우주 시대에 어떻게 진화해 왔는지 밝힐 수 있습니다"라고 말하고 있다.