블랙홀은 별, 즉 항성과 마찬가지로 천체입니다

우주에 존재하는 물질이라는 뜻이죠

일반적인 거대한 항성, 우리 태양보다 조금 큰 사이즈의 보통 별들은

평소 수소,탄소,산소등을 핵융합해서 발생하는 에너지로

빛과 열을 만들고, 그 연료를 모두 소모하고 수명이 다하면 사망하게 됩니다

큰 항성이 사망하는 방법에는 몇가지가 있지만 그중 가장 일반에 많이 알려진 것은

바로 초신성입니다

항성의 연료가 모두 소모된 순간 핵융합의 폭발력이 사라지면 항성을 구성하고 있던

채층(대기층)은 중력에 의해 중심부로 '낙하'하게 됩니다

주위 360도 방향에서 동시에 낙하한 항성의 모든 구성물질은 중심부에서 엄청난 속도로 격돌하고

그 반동으로 이번에는 낙하한 방향과 반대되는 주위 360도 모든 방향을 향해 튕겨 나갑니다

무려 광속의 20퍼센트를 넘는 속력으로 낙하한 물질이 그에 비례한 속력과 에너지를 가지고

별이 가지고 있던 모든 물질을 온 사방에 퍼뜨리는 현상이 바로 초신성입니다

초신성 후에도 별을 구성하고 있던 물질들이 다 우주공간으로 흩어지는 것은 아닙니다

중심부에 가장 무거운 항성의 중심핵은 그대로 남아 중력붕괴를 일으키게 됩니다

남은 물질은 그 중심인력때문에 여전히 중심부를 향해 무너져 내리게 되는거죠

중심인력이 충분히 크다면 무너져 내린 물질들은 원자,분자레벨에서까지 어마어마한 영향을 발휘합니다

일반적으로 모든 물질은 분자와 원자로 이루어져 있고, 각각의 원소가 가진 전자에 의해 결합되어있죠

쇠기둥이 형태를 유지하는 이유는 그것을 구성하는 철 원자가 가진 전자가 각각의 옆에 있는

다른 원자의 전자를 밀어내는 힘을 발휘하기 때문에 형태를 가지는 것입니다

만약 수소원자 1과 수소원자 2를 엄청난 힘으로 밀어부쳐 가까이 붙이려고 하면

그에 반발하는 전자의 밀어내는 힘으로 인해 버티는 반발력이 생기겠죠

하지만 그 반발력보다 훨씬 강한 힘으로 두 원자를 압축시키면 끝내는 각 원자가 가진 전자들이

서로의 원자핵 속으로 밀려들어가게 되고 두 원자는 수소가 아닌 다른 원소가 되어 아예 합체됩니다

이게 바로 핵융합입니다

초신성이 폭발한 후 남은 항성의 중심부의 질량이 충분히 크다면

그 자체의 중력에 의해 끌아당기는 힘이 너무나도 크기 때문에

모든 물질이 가진 전자끼리 서로 밀어내는 힘의 합보다도 커집니다

이렇게되면 한순간에 별을 구성하고 있던 모든 물질은 순식간에 '핵융합' 되어버리고

별 전체가 '한개의 원자핵' 과 같은 상태가 됩니다

이게 바로 블랙홀입니다

블랙홀이 되기 위해서는 항성이 사멸하는 순간 남은 물질이 발하는 인력(당기는 힘)이

각 원자들이 발하는 척력(밀어내는 힘)보다 강해야 합니다

일반적으로 우리 태양의 1.44배 정도의 질량이 중력붕괴하면 블랙홀이 됩니다

우리 태양계의 모성인 태양은 우리 은하, 우리 우주 전체를 봤을때 매우 일반적이고 흔한 항성이라고 합니다

즉 우주의 대부분의 일반적인 항성은 블랙홀이 되지 않을 것입니다

다른 의미로는 태양보다 '조금만' 큰 상당수의 항성은 '조만간에' 블랙홀이 될 것입니다

블랙홀이 된 다음에는 어떻게 될까요

우리 태양이 우주에서 매우 흔한 보통 별이듯이,

블랙홀이 될 상당수의 '조금 큰' 별들 역시 그들 자신의 항성계와 행성,위성들을 거느리고 있겠지만

항성이 초신성이 되어 폭발하는 순간 그 모든 자식들은 폭발에 여파에 휩쓸려 날아가 버리고 성운이 될 것입니다

인터넷에서 쉽게 볼수있는 '무슨무슨 성운' 이라고 해서 울긋불긋 예쁘고 알록달록한 수많은 성운들이

알고보면 거대한 항성이 수명을 다하고 초신성으로 폭발해, 거느리던 천체와 물질들을 모조리 우주공간에 흩뿌린 시체죠

그중 몇몇은 그 중심부에 블랙홀이 있습니다

우리 은하에만도 많게는 수천억개의 항성이 있을 것이라고 합니다

그중에서 이미 블랙홀이 되었거나 될 예정에 있는 별은 못해도 수백만개나 수천만개, 혹은 수십억개도 될수 있죠

블랙홀 가까이에 다른 물질이 없다면, 그 블랙홀은 사화산처럼 더이상 활동을 하지 않고 그 자리에 존재하게 될 것입니다

은하는 지금도 계속 빙글빙글 회전하고 있고, 그에따라 블랙홀들도 빙글빙글 회전하다보면

어떤 블랙홀은 다른 항성계와 만날지도 모르고, 어떤 블랙홀은 다른 블랙홀과 만날지도 모릅니다

두 블랙홀이 만나면 당연히 서로 중력으로 끌어당기고 합체하겠지요

블랙홀이 합체, 병합하면 은하계 밖에서도 보일만한 어마무시하게 격렬한 폭발이 일어납니다

우주의 역사는 길고 셀수도 없을만큼 많은 천체가 존재합니다

어딘가에는 지금도 블랙홀이 생겨나고 있을테고, 블랙홀끼리 합체도 하고 있겠죠

우리 은하는, 아니 우리 은하만이 아니라 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있는 매우 많은 다른 은하계의 모양을 보면

수없이 많은 별이 점점히 박힌 아름다운 모자 모양의 별무리가 회전하고 있는 것처럼 보이는 것을 알 수 있습니다

우리 태양계도 은하계만큼은 아니지만 수십 수백개의 행성과 위성이 태양을 중심으로 회전하고 있죠

은하가 회전하는 것과 태양계가 회전하는것에 어떤 공통점이 있을까요

그것은 중심부에 '거대한 질량'이 존재한다는 겁니다

우리 태양이 우주에서 가장 흔한 보통의 항성인 것처럼, 우리 은하도 매우 흔한 보통의 은하계라고 합니다

우리 은하의 중심부에는 거대한 블랙홀이 있습니다

그 블랙홀의 질량은 일반적인 '조금 무거운' 항성이 붕괴되어 만들어진 블랙홀과는 비교 자체가 안되는

이름부터가 초 대질량 블랙홀 입니다

위 그림에서 주황색 구슬은 태양이며 검은 구멍은 봉황자리 은하단 중심부의 초 대질량 블랙홀입니다

현재까지 발견된 블랙홀 중에 가장 무거워 질량은 태양의 200억배, 크기는 태양지름의 9백만배정도입니다

우리 은하의 중심부에 있는 블랙홀은 저것보다는 '조금' 작아서 태양 질량의 4백만배 정도입니다

위 그림의 봉황자리 은하단의 블랙홀은 심지어 활동성 블랙홀이며, 이는 활발하게 주변 물질을 빨아들여

크기를 키우고 있다는 뜻입니다

천체관측기술이 현재보다 덜 발달했던 수십년 전에는 '활동중인 은하중심 블랙홀'을 퀘이사 라고 불렀습니다

퀘이사라는 말은 '별 같은데 별처럼 보이지 않는 천체'라는 뜻입니다

멀리 떨어진 별에서 온 빛을 스펙트럼 분석하면 그 빛이 대략 어느정도의 거리를 날아온 빛인지 알 수 있는데,

이 기술로 분석한 퀘이사의 빛은 '어마어마하게 멀리 대략 우주 끝 정도'에서 날아온 것처럼 보였습니다

그런데 당시 과학자들은 '천체'가 발산하는 빛이 이렇게 멀리 날아와서 지구에서 관측이 될리가 없다고 생각했죠

그래서 퀘이사의 빛은 보기에는 별빛처럼 보여도 별이 아닌 다른 무언가라는 의미로 그런 이름이 붙은 것이죠

그후 수십년간 상대성이론이 나오고 블랙홀이 관측되고 온갖 종류의 기묘한 천체들이 발견된 다음에야

'아 저 퀘이사는 항성이 아니라 거대 블랙홀이 밥먹는 장면이구나' 하고 알게된 겁니다

그래서 현재는 퀘이사라는 말 대신에 '활동성 은하핵'이라는 말을 씁니다

우리 은하에 수천억의 항성이 있는 것처럼, 우리 우주에는 수천억의 은하가 있습니다

천체망원경으로 본 밤하늘 사진에는 수많은 별들이 점점히 박혀 있는데,

그 대부분은 우리 은하 내부의 다른 항성들입니다.

성능좋은 망원경과 카메라로 사진을 찍으면 '가장 어두운' 우리은하의 항성들보다 더 어두운 천체가 보입니다

우리은하내부, 멀어야 수만광년 떨어진 별들 사이로 흐릿하게 보이는 그 은하들은

최소한 수백만광년, 멀게는 수십억광년 떨어진 다른 은하에서 날아온 빛입니다.

각각의 은하가 가진 수천억개의 항성의 빛들이 모두 모여야 겨우 우리은하의 어두운 항성 1개의 빛을 낼까말까 하는거죠

그런데 초신성의 경우는 우리은하 내의 가장 밝은 별보다도 수십억광년 떨어진 곳에 있는 은하에서,

그것도 그 은하내 수천억개의 별중에 하나가 폭발한 초신성이 훨씬 밝게 빛납니다

과거 관측되었던 초신성은 보름달보다도 밝은 빛이 보름도 넘게 지속되어

대낮에 태양이 떠있는데도 별빛이 관측되었다는 이야기도 있습니다

여기까지만 하겠습니다

술먹고 어디서 삘을 받았는지 거의 술깰때까지 끄적거렸네요

이만 자러갑니다

우주좋아하는 아재들 존밤되십셔