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[데일리포스트=김정은 기자] 강한 중력으로 시공이 왜곡되어 빛마저도 삼키는 특징을 가진 천체가 블랙홀이다.

이탈리아 SISSA(Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) 연구팀이 우주에 존재하는 관측 가능한 블랙홀의 수를 계산한 결과, 그 수가 4000경(京)에 달했다고 보고했다. 연구 결과는 국제 학술지  ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 게재됐다.

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사이크테크데일리(Scitechdaily)에 따르면 지구가 존재하는 은하에 속하는 별은 약 2000억개로 알려져 있다. 이 가운데는 지구처럼 작은 별도 있고, 태양의 100배 이상에 달하는 질량의 거대한 별도 존재한다. 비율로 보면 태양보다 질량이 작은 별이 전체의 80% 정도이며, 태양과 동등한 질량을 가진 별이 10% 정도, 태양보다 큰 질량을 가진 별이 10% 정도다. 

이처럼 우주의 단위 부피당 어떤 질량의 별이 어떤 빈도로 존재하는지를 나타내는 함수를 '별 질량 함수'라고 부른다. 질량이 높은 별은 수명이 짧고 반대로 질량이 작은 별은 수명이 길기 때문에, 별 질량 함수는 시간에 따라 크게 변한다. 

또 별은 우주에서 무한히 생성되는 것이 아니라 수소 원자 등으로 구성된 가스 구름에서 생성된다. 가스 구름은 유한하기 때문에 은하에 만들어지는 별의 수는 정해져 있다. 따라서 별 질량 함수를 통해 천체의 수를 추측할 수 있다.

블랙홀 역시 별 질량 함수를 적용할 수 있다. 다만, 거대한 질량을 가진 별이 폭발하여 생성되는 블랙홀은 탄생까지 매우 오랜 시간이 걸리고 소멸까지도 아득한 시간이 필요하다. 때로는 블랙홀끼리 합쳐질 가능성도 있어 일반적인 천체와는 별 질량 함수와는 차이를 보인다. 

SISSA 연구팀은 블랙홀의 질량 분포를 확인하고 블랙홀의 별 질량 함수를 특정했다. 연구팀은 "얼마나 많은 질량의 블랙홀이 얼마나 존재하는지, 그리고 그 존재 비율이 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 알게 되면 우주나 은하에 대한 이해도를 높일 수 있다"고 설명한다. 

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SISSA 연구팀이 전용 소프트웨어로 계산한 결과, 태양의 5배~50배의 질량을 가진 블랙홀의 수는 시간이 지나도 거의 변화하지 않는 것으로 확인됐다. 또 블랙홀의 합체 확률은 기존 관측 결과와 일치한다는 사실도 드러났다. 

소프트웨어 계산 결과를 토대로 블랙홀의 수를 계산한 결과, 지구를 중심으로 반경 465억 광년의 관측 가능한 우주에 포함된 블랙홀의 수는 4000경(京)에 달한다고 연구팀은 보고했다. 

아울러 4000경에 달하는 블랙홀을 모두 더하면, 우주에 존재하는 물질 총 중량의 1%에 달한다. 연구팀은 "실제로는 블랙홀 질량의 대부분이 암흑물질로 구성되어, 통상 물질이 블랙홀의 질량을 구성하는 비율은 전체의 15% 정도"라고 밝혔다. 
 

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