블랙홀이 고에너지 분출하는 강력한 '제트' 모습 포착

천문연 포함된 EHT 국제공동연구팀
여러 파장으로 블랙홀 '제트' 동시에 관측

천문연이 포함된 EHT 국제공동연구팀이 공개한 M87 블랙홀 다파장 동시 관측 모습으로, 광학, 적외선, 엑스선, 감마선 등 다양한 파장 대역의 동시 관측을 통해 M87 은하 중심의 블랙홀이 강력한 제트를 분출하는 모습을 포착했다. 천문연 제공

한국 연구진을 포함한 국제공동연구팀이 자신이 속한 은하보다 더 큰 제트를 분출하는 블랙홀의 모습을 포착했다.

한국천문연구원은 EHT(사건지평선망원경) 국제공동연구팀이 32개 나라, 19개 천문대의 망원경을 활용해 거대은하 'M87(처녀자리 은하단에 위치)' 중심에 있는 초대질량블랙홀이 강력한 제트를 분출하는 관측 결과를 15일 공개했다고 밝혔다.

앞서 EHT팀은 지난 2019년 4월 M87 중심부의 블랙홀을 처음 관측한 데 이어, 지난달에는 블랙홀의 편광 현상을 관측했다.

블랙홀은 주변에서 물질을 끌어 들이면서 막대한 에너지를 방출하는 한편 빛에 가까운 속도로 주변에서 빨아들인 물질을 분출하는 '제트' 현상을 일으킨다.

EHT 연구팀은 광학, 적외선, 엑스선, 감마선 등 다양한 파장 대역의 동시 관측을 통해 지구로부터 5500만 광년 떨어진 M87 은하 중심부에 위치한 태양의 65억배 초대질량 블랙홀이 고에너지 물질을 유입하고, 제트를 방출하는 모습을 확인했다.

그동안 블랙홀 주변 강착원반과 제트 방출 물질 때문에 블랙홀 관측에 어려움이 많았다.

공개된 영상은 2017년 3월부터 한 달 동안 전 세계 200여개 연구기관의 760명 연구자가 동시에 관측한 데이터를 수집·분석한 것이다. 관측에 활용된 망원경들의 총 가동시간을 합하면 약 300년이 넘는 엄청난 데이터라는 게 EHT연구팀의 설명이다.

특히 이번 관측에는 천문연의 한국우주전파관측망(KVN)이 밀리미터 전파 대역에서 4개의 채널로 동시 관측한 데이터가 포함됐다.

또 천문연이 일본과 중국 등 동아시아 지역의 여러 전파망원경을 연결, 운영하고 있는 '동아시아 VLBI 상관센터'가 M87 블랙홀의 제트 세기 측정과 영상 분석 등을 담당했다.

다릴 하가드 캐나다 맥길대 교수(논문 공저자)는 "M87 다파장 동시 관측 데이터를 활용하면 블랙홀과 제트의 연관성을 밝히는 데 큰 도움이 될 것"이라고 평가했다.

김재영 천문연 박사는 "다파장 동시관측 시스템을 갖춘 KVN 성능 덕분에 짧은 기간 동안 방대한 주파수 대역의 M87 관측 데이터를 국제 연구팀에 제공할 수 있었다"고 말했다.

이 연구결과는 '천체물리학 저널(지난 14일자)'에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr