[뉴스스페이스=윤슬 기자] 올 여름 천문학계는 우주의 극단적인 폭력성과 근본적인 물리 법칙을 동시에 재확인하는 두 가지 충격적인 발견으로 과학자들을 놀라게 했다. 

NASA, ESO, LIGO-Virgo-KAGRA 협력체, University College Dublin, University of Birmingham 등에 따르면, 7월에는 과학자들이 지금까지 알려진 어떤 설명도 적용할 수 없는, 하루 종일 반복해서 발생한 사상 초유의 감마선 폭발을 탐지했다. 또 중력파 검출기는 1월에 블랙홀들이 합쳐지는 순간의 가장 선명한 신호를 포착해, 스티븐 호킹의 면적 정리와 로이 커가 제시한 회전하는 블랙홀의 기술을 결정적으로 입증했다.

우선 첫 번째 발견은 2025년 7월 2일 NASA의 퍼미 감마선 우주망원경이 최초로 관측한 감마선 폭발 GRB 250702B다. 기존 감마선 폭발은 단발성으로 빠르게 사라지는 현상이지만, 이 폭발은 하루가 넘는 시간 동안 여러 차례 반복됐다. 이후 추가 검증에서 중국 아인슈타인 프로브의 X선 자료에서 하루 전부터 활동한 확실한 흔적이 발견되면서 이 감마선 폭발은 역사상 처음으로 반복적이고 장시간 지속되는 사례로 기록됐다.

유럽남천문대의 초거대 망원경과 허블 우주망원경의 관측을 통해 GRB 250702B는 우리 은하 밖 수십억 광년 떨어진 다른 은하에서 발생했음이 확인됐다. 이는 이번 폭발의 에너지가 기존 예측보다 훨씬 강력하다는 의미다. 과학자들은 중간 질량 블랙홀이 특이한 백색왜성을 파괴하는 새로운 유형의 폭발일 가능성을 제기하며, 기존 감마선 폭발 모델의 한계를 넘는 현상으로 평가하고 있다.

두 번째 발견은 2025년 1월 14일 검출된 GW250114라는 이름의 두 블랙홀 병합 중력파 신호다. LIGO-Virgo-KAGRA 국제 협력체가 기록한 이번 신호는 지금까지 감지된 중력파 중 가장 선명하고 강력했다. 이로 인해 천문학자들은 스티븐 호킹이 1971년에 제안한 블랙홀 면적 정리를 99.999% 신뢰도로 확인할 수 있었다.

병합 전 두 블랙홀의 사건 지평선 면적이 총 약 24만㎢에 달했으며, 병합 후 새로 형성된 블랙홀의 면적은 약 40만㎢로 증가하는 모습이 관측됐다. 이는 열역학 제2법칙과도 일맥상통하는 블랙홀 역학의 근본 원리다. 또한 로이 커가 1963년 수학적으로 정립한 회전하는 블랙홀의 특성도 이번 '링다운' 주파수 분석을 통해 사실상 완벽히 입증됐다. 두 블랙홀은 각각 태양 질량의 32배와 33배로 13억 광년 떨어진 곳에서 충돌했다.

버밍엄 대학교의 제라인트 프래튼 박사는 "GW250114는 우리가 지금까지 관측한 중력파 신호 중 가장 강력하며, 우주의 속삭임이 외침으로 변한 것과 같다"고 소감을 밝혔다. 이번 중력파 신호의 뛰어난 명료성은 블랙홀 물리학의 근본 법칙을 시험하는 데 새로운 이정표가 되었다.

이 두 사건은 우주의 신비를 푸는 맨 앞줄에서 양자 중력, 우주 폭발 현상, 그리고 블랙홀 본성 연구가 어떻게 맞물리는지 보여주는 사례로 역사에 기록될 것이다. 특히 감마선 폭발 GRB 250702B는 기존 이론으로 설명이 어려운 새로운 우주 폭발 메커니즘 발견 가능성을 열었으며, GW250114 중력파 관측은 50년 전 호킹과 커가 제시한 블랙홀 이론의 확실한 지지를 추가하며 우주 물리학에 강력한 힘을 실어주었다.

이번 발견들은 천문학계가 우주에서 가장 극한의 사건들을 이해하는 데 큰 진전을 이끌어내고 있음을 보여준다. 과학자들은 앞으로도 계속해서 이같은 획기적인 우주 관측을 통해 미지의 영역을 밝혀내기를 기대하고 있다.