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태양계로부터 2만 6000광년 떨어진 우리 은하의 중심에는 초거대 질량을 가진 블랙홀이 있어요. 이 ‘궁수자리 A*’는 무려 태양의 400만 배나 되는 질량을 가지고 있죠. 최근 초거대 블랙홀 주변에서도 아인슈타인의 일반 상대성이론이 적용된다는 연구가 발표되었어요.

독일의 막스플랑크 우주물리연구소(MPE)가 이끈 국제 연구팀은 1990년대 초부터 26년 동안 궁수자리 A* 주변을 도는 별들을 관측했어요. 이 블랙홀 주변에는 강력한 중력에 이끌린 별들이 많은데, 연구팀은 특히 ‘S2’라는 항성에 관심을 기울였어요. S2는 블랙홀 주변을 매우 가깝게 지나가서 블랙홀의 중력이 별의 궤도에 미치는 영향을 관측하기에 좋았거든요. 연구팀은 S2의 궤도 관측 결과를 여러 중력 이론들로 계산한 예측값과 비교했어요.

그 결과, 연구팀은 실제로 관측한 S2의 궤도와 일반 상대성이론을 사용하여 계산한 예측 궤도가 거의 일치한다는 사실을 확인했어요. 또한, 연구팀은 S2에서 아인슈타인이 예측한 ‘중력 적색편이’ 현상을 관측하기도 했어요.

중력 적색편이는 빛이 강력한 중력의 영향에서 벗어날 때 에너지를 잃어 파장이 길어지는 현상을 뜻해요. 가시광선 영역에서는  파장이 길수록 빛이 붉게 보이기 때문에 적색편이라고 부르지요. 연구팀은 “S2를 통해 초대형 블랙홀 주변에서도 일반 상대성이론이 적용됨을 처음 밝혀냈다”고 말했어요.