[뉴스웍스=문병도 기자] 블랙홀은 흔히 쌍성계에서 발견된다.

두 개의 별이 서로 궤도를 돌다가 연료가 떨어지면 폭발한다. '초신성' 폭발로 밀도가 높은 핵만 남아 중성자 별이 되거나 질량이 충분할 경우 빛조차 빠져나갈 수 없는 블랙홀이 남는다.

그런데 가장 밀도가 높은 중성자 별과 가장 작은 블랙홀 사이에는 빈틈이 존재한다. 그 사이에는 어떤 블랙홀이나 중성자 별이 발견되지 않았다.

과학자들이 완전히 새로운 종류의 블랙홀을 발견했다. 이 블랙홀은 이전에 알려진 어떤 것보다 작다.

과학자들은 10만개에 달하는 쌍성계를 조사한 결과 태양 질량의 3.3배에 불과한 아주 작은 블랙홀을 발견했다고 영국 데일리메일이 2일 보도했다.

사이언스에 실린 논문에 따르면, 오하이오 주립대학의 천체물리학자 토드 톰슨과 동료들은 은하수에서 발견되는 약 10만 개의 별에서 나오는 빛을 분석했다.

별에서 나오는 빛 스펙트럼의 변화를 살펴보면 별이 블랙홀을 공전하는지 알 수 있다.

연구팀은 블랙홀을 가질 수 있는 별을 찾아 나섰고, 관심사는 200개로 좁혀졌다.

하나의 별 체계가 눈에 띄었다. 'J05215658'이라고 불리는 이 거대한 붉은 별은 이전에 알려진 어떤 블랙홀보다 훨씬 작은 블랙홀을 돌고 있는 것처럼 보였다. 그 블랙홀은 태양의 3.3배 정도에 불과했다.

톰슨 교수는 "그동안 천문학자들이 알지 못했던 저질량 블랙홀을 발견했다"라고 말했다.

과학자들은 오랫동안 태양 질량의 5배에서 15배 사이의 질량을 가진 블랙홀에 대해서만 알고 있었다.

초신성이 되는 항성의 산물인 중성자 별은 태양 질량의 약 2.1배에서만 발견된다.

중성자 별들이 태양 질량의 2.5배 이상에 도달한다면, 그들은 스스로 붕괴하여 블랙홀이 됐을 것이다.

이번 발견은 물리학자들이 블랙홀을 형성하는 초신성 폭발 과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

톰슨 교수는 "만약 우리가 새로운 블랙홀을 밝혀낼 수 있다면, 어떤 별이 폭발하는지, 어떤 별이 폭발하지 않는지, 어떤 별이 블랙홀을 형성하고, 어떤 것이 중성자 별을 형성하는지에 대해 더 많은 것을 알 수 있을 것"이라고 말했다.