NGC 1850 BH1, 블랙홀 아닌 별 두 개였다

NGC 1850 BH1은 무엇이었나

천문학자들이 주목한 것은 2021년입니다. 한 별의 움직임을 분석하니 태양 질량의 약 11배인 보이지 않는 천체를 도는 것처럼 보였습니다. 눈에 보이는 별의 질량은 태양의 약 5배였습니다. 공전 주기는 약 5일이고, 시선속도는 초속 수백 km씩 변했습니다. 평범한 별과 휴면 블랙홀의 조합과 맞아떨어지는 수치였습니다.

모두가 납득한 것은 아닙니다. 보이는 별이 질량이 큰 별로서 외곽 물질 상당량을 동반성에게 넘기고 남은 모습일 수 있고, 그렇다면 보이지 않는 짝도 그냥 별일 수 있다는 지적이 나왔습니다.

새 관측에서 확인된 것

영국 리버풀 존 무어스 대학의 Rhys Seeburger 연구팀은 유럽남방천문대 VLT의 FLAMES 장비로 짧은 파장까지 포함한 정밀한 스펙트럼을 얻었습니다.

핵심은 스펙트럼 분리(spectral disentangling) 기법입니다. 두 별이 너무 가까우면 빛이 하나로 섞여 들어오지만, 각 별은 고유한 스펙트럼선을 남깁니다. 공전 주기의 여러 시점에서 관측한 자료를 겹쳐 분석하면 두 별의 스펙트럼을 따로 복원할 수 있습니다.

그 결과 밝은 별 두 개가 확인됐습니다. 하나는 비교적 차갑고 부풀어 있으며 외곽 물질을 많이 잃은 별로, 질량은 태양의 약 1.7배입니다. 다른 하나는 더 무겁고 뜨거우며 질량은 약 5.2배입니다. 다만 오차가 태양 질량 2.6배로 큽니다. 이 별은 자전 속도가 초속 약 275km에 달하는데, 동반성에게서 물질을 받아들인 흔적일 수 있습니다.

연구 결과는 arXiv에 공개됐습니다. 저자들은 이 계에 블랙홀 같은 압축 천체가 없다고 결론지었습니다.

모델상 우리은하에는 쌍성계 속 휴면 블랙홀이 약 10만 개 있을 수 있지만, 확인된 것은 극소수입니다. 오분류가 하나 나올 때마다 그 추정은 흔들립니다.