[오늘의 천체사진] GW250114 중력파 만든 블랙홀의 충돌

GW250114 중력파 신호를 발생시킨 블랙홀의 충돌 모습 상상도./Aurore Simonnet (SSU/EdEon)/LVK/URI

GW250114는 지금까지 측정된 중력파 신호 중 가장 강력했다. 올 초 미국 워싱턴과 루이지애나 주에 각각 있는 레이저간섭계중력파관측소(LIGO·라이고)의 관측소에서 동시에 탐지됐다. 분석 결과, 이 중력파는 각각 태양 질량의 약 33배인 블랙홀 두 개가 합쳐져 태양 질량의 63배보다 더 큰 블랙홀이 탄생하면서 발생했다.

아인슈타인은 1916년 발표한 일반상대성이론에서 천에 볼링공을 떨어뜨리면 움푹 꺼지는 것처럼 천체가 격렬하게 활동하면 주변 시공간이 뒤틀리고 중력파가 발생한다고 예견했다. 이번에 중력파를 일으킨 사건이 약 10억 광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 곳에서 일어났음에도 불구하고, 신호가 매우 강력했기 때문에 모든 블랙홀의 자전 속도와 최종 블랙홀의 초기 진동까지도 정확하게 알아낼 수 있었다.

또한 예측대로, 최종적으로 생성된 블랙홀의 ‘사건 지평선(event horizon)’ 면적이 두 블랙홀의 면적을 합친 것보다 크다는 점이 확인됐다. 사건 지평선은 블랙홀 주변을 회전하고 있는 물질과 블랙홀의 경계면이다. 물질들이 이곳을 넘어 블랙홀로 빠지면 영원히 돌아 나오지 못한다. 상상도는 충돌 직전 한 블랙홀 근처에서 바라본 모습을 묘사했다.

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