'300년 관측' 블랙홀의 시간 열렸다..전세계 데이터 무료공개

M87 블랙홀 여러 파장으로 관측한 영상들
망원경 가동시간 300년 이르는 엄청난 양
누구나 내려받아 상대성이론 검증연구 도전

사건지평선망원경(EHT) 연구팀이 지난달 공개한 M87 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀 편광 영상. 한국천문연구원 제공

우리나라 과학자 10명과 한국천문연구원 등 4개 기관이 참여하고 있는 ‘사건지평선망원경’(EHT) 국제 공동연구팀은 15일 “엠87 초대질량블랙홀을 여러 파장으로 관측한 영상 데이터를 누구나 자유롭게 내려받아 연구할 수 있도록 온라인에 공개했다”고 밝혔다.

공개된 데이터에는 2019년 사상 처음 관측한 블랙홀과 이를 편광 관측한 지난달 영상, 이후 광학, 적외선, 엑스선, 감마선 등 전체 전자기파 다파장 동시 관측 영상 등이 모두 망라됐다.

사건지평선망원경 프로젝트에는 세계 13개 컨소시엄, 300여명의 과학자가 참여하고 있으며, 세계 8개 망원경으로 지구 규모의 가상망원경을 구축해 블랙홀을 관측하고 있다. 사건지평선이란 모든 것을 빨아들이는 블랙홀 안과 밖을 연결하는 넓은 경계지대를 뜻한다. 어떤 물질이 경계지대를 지나 블랙홀로 빨려들어갈 때 일부는 에너지를 방출해 큰 제트가 분출된다. 이번 다파장 동시 관측으로 엠87(M87) 은하 크기보다 더 큰 제트를 분출하고 있는 초대질량블랙홀 모습이 포착됐다.

M87 은하 중심의 블랙홀부터 은하, 그리고 은하를 넘어 제트 분출까지 다양한 해상도의 다파장 동시 관측 결과 영상. (좌측열) 위에서부터 순서대로 저해상도에서 고해상도 전파망원경으로 블랙홀 주변 관측 (중간열) 위에서부터 순서대로 저해상도에서 고해상도 광학망원경으로 은하중심부와 제트 관측 (우측열) 엑스선과 감마선 망원경으로 관측한 은하중심에서 분출되는 제트 관측 (하단) 하단의 막대는 각 망원경의 전자기파 파장(주파수)대역 표시. 한국천문연구원 제공

이번 영상은 2017년 3월부터 약 한달 동안 세계 200여개 연구기관의 연구자 760여명이 동시에 관측한 데이터를 수집해 분석한 결과이다. 관측에 활용된 망원경들이 가동한 시간을 모두 합하면 300년에 이르는 엄청난 양이다. 사건지평선망원경 연구팀은 관측 데이터를 온라인(https://doi.org/10.25739/mhh2-cw46)에 공개해 누구나 자유롭게 내려받아 연구할 수 있도록 했다. 이번 엠87 다파장 동시 관측에는 천문연의 한국우주전파관측망(KVN)이 밀리미터 전파 대역에서 4개 채널로 동시 관측한 데이터가 포함됐다.

연구팀의 논문은 <천체물리학 저널 회보> 14일(현지시각)치에 실렸다. 논문 공저자인 다릴 하가드 캐나다 맥길대 교수는 “세계의 수많은 블랙홀 연구자들이 공개된 엠87 다파장 동시 관측 데이터를 활용해 각자의 이론 모델을 검증할 수 있다. 천문학계뿐만 아니라 다양한 분야의 연구집단에서 블랙홀과 제트의 연관성을 밝히는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

사건지평선망원경 연구팀은 2019년 4월10일 최초로 블랙홀 영상을 공개했다. 2020년 10월에는 로저 펜로즈(89) 영국 옥스퍼드대 교수, 라인하르트 겐첼(68) 미국 버클리 캘리포니아대 교수 겸 독일 막스플랑크 외계물리학연구소장, 앤드리아 게즈(55) 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대 교수 등 3명이 블랙홀의 존재를 이론적으로 정립하고 실제 관측을 통해 증명한 공로로 노벨 물리학상을 수상했다.

이근영 기자 kylee@hani.co.kr