우주에는 수많은 블랙홀이 있다고 하는데요
안녕하세요
우주에는 아주 많은 블랙홀이 존재 한다고 합니다 우리 은하의 중심에도 블랙홀이 존재 한다고 하는데요 이런 블랙홀은 어떤 과정을 거쳐 만들어 지는 건가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
항성질량 블랙홀은 대략 태양 질량의 몇 배에서 수십 배에 이르는 별들이 진화의 마지막 단계에서 형성됩니다. 이 과정은 다음 단계를 거쳐 진행됩니다. 별이 살아있는 동안, 핵융합 반응을 통해 수소가 헬륨으로 변하고, 이 과정에서 방출되는 에너지가 별을 유지합니다. 핵융합이 별 내부의 압력을 유지해 중력 붕괴를 막습니다. 별이 수소와 헬륨을 모두 소진하면 더 이상 핵융합을 유지할 수 없게 되고, 별의 중심부가 중력에 의해 급격히 붕괴하기 시작합니다. 중심부가 붕괴하는 과정에서 별의 외곽은 초신성 폭발을 일으켜 우주로 방출됩니다. 이때 남는 핵의 질량이 약 1.4배 태양질량(이른바 찬드라세카르 한계)을 넘으면, 중력이 매우 강해져서 핵이 완전히 붕괴하면서 블랙홀이 됩니다. 이 과정에서 블랙홀이 형성되며, 태양 질량의 몇 배에서 수십 배에 이르는 블랙홀이 만들어집니다. 이를 항성질량 블랙홀이라 부릅니다. 우리 은하의 중심에 존재하는 블랙홀인 **궁수자리 A* (Sagittarius A*)**는 초대질량 블랙홀로, 태양 질량의 수백만 배에 이르는 거대한 블랙홀입니다. 이런 초대질량 블랙홀은 항성질량 블랙홀과는 조금 다른 형성 과정을 거쳤을 것으로 보입니다. 초기 우주에서 거대한 가스 구름이 중력에 의해 붕괴하면서, 초대질량 블랙홀의 씨앗이 형성되었을 가능성이 있습니다. 이 가스 구름은 붕괴 과정에서 매우 뜨거워지며, 빠르게 물질이 집중되면서 블랙홀이 만들어집니다. 작은 블랙홀들이 시간이 지나면서 서로 합쳐져 점점 더 큰 블랙홀이 형성되었을 가능성도 있습니다. 항성들이 중심부로 집중되고, 이 과정에서 블랙홀들이 합쳐지면서 점차 질량이 커지게 됩니다. 초대질량 블랙홀은 주위의 가스와 먼지, 별들을 흡수하면서 질량이 커집니다. 특히 은하 중심에는 물질이 밀집해 있어, 블랙홀이 매우 빠른 속도로 질량을 키울 수 있습니다. 우리 은하 중심의 궁수자리 A*와 같은 초대질량 블랙홀은 초기 우주에서 형성된 씨앗 블랙홀이 시간이 지나면서 물질을 흡수해 거대해졌다고 추정됩니다. 두 개의 중성자별이 서로를 돌며 점점 가까워지다 결국 충돌하면, 그 충격으로 인해 블랙홀이 형성될 수 있습니다. 이런 방식은 항성 진화와는 다른 경로로 블랙홀이 만들어지는 과정입니다. 일부 이론에서는 원시 블랙홀이 빅뱅 직후의 우주에서 매우 높은 밀도의 물질이 국지적으로 붕괴하면서 형성되었다고 제안하고 있습니다. 하지만 이 원시 블랙홀의 존재는 아직 관측적으로 확인되지 않았습니다.