우주적 죽음의 탱고: Mrk 501 은하의 초거대 블랙홀 두 개가 121일 주기로 초근접 충돌 중

인간관계의 갈등이 복잡하다고 느껴진다면, 4억 5천만 광년 밖 은하 마카리안 501(Mrk 501)의 중심부를 들여다보세요. 태양 수억 배 질량을 가진 우주의 거물 두 마리가 전 우주에서 가장 격렬하고 아찔한 탱고를 추며 천문학적 찰나인 100년 안에 서로를 집어삼키려 하고 있습니다.

독일 막스 플랑크 전파천문학연구소(MPIfR)의 실케 브리첸(Silke Britzen) 박사가 이끄는 국제 천체물리학 연구팀은 수십 년간의 초장기선 전파간섭계(VLBI) 데이터를 분석한 끝에 놀라운 사실을 발표했습니다. 블레이저 Mrk 501의 심장부가 홀로 있는 괴물이 아니라, 121일마다 서로의 주변을 한 바퀴씩 공전하는 초거대 쌍성 블랙홀이라는 것입니다.

은하 병합으로 형성된 일반적인 초거대 블랙홀 쌍성은 공전하는 데 수백만 년이 걸립니다. 그러나 Mrk 501의 두 괴물 사이 거리는 불과 250~540 천문단위(AU)에 불과합니다. 이는 태양에서 명왕성까지 거리의 몇 배 수준입니다. 태양 수억 배에 달하는 거대한 덩치 둘이 공중전화 부스 안에서 스모 경기를 벌이고 있는 셈입니다.

이토록 비좁은 궤도를 광속에 가까운 속도로 회전하다 보니, 막대한 중력 에너지가 시공간으로 방출되며 궤도가 무서운 속도로 붕괴하고 있습니다. 정밀 수치 모델링에 따르면 두 블랙홀은 빠르면 100년에서 1,000년 이내에 완전히 충돌하여 하나로 합쳐질 것으로 예측됩니다. 우주의 시간표에서 100년은 말 그대로 '내일 아침'과 같습니다.

훗날 두 거인이 마침내 정면충돌하는 순간 방출될 저주파 중력파는 거대한 종처럼 온 우주를 뒤흔들 것입니다. 그 역사적인 순간까지, 두 괴물은 심연 속에서 121일짜리 황홀한 죽음의 스텝을 멈추지 않을 것입니다.