인공지능 기술 더해 더 선명해진 블랙홀

왼쪽은 2019년 ‘사건의 지평선 망원경(EHT, Event Horizon Telescope)’이 관측했던 블랙홀의 실제 이미지다. 오른쪽은 보정을 거쳐 더 선명하게 만든 이미지다. 미국 프린스턴고등연구소 제공

지난 2019년 인류 사상 처음으로 블랙홀의 실제 모습이 공개됐다. ‘사건의 지평선 망원경(EHT, Event Horizon Telescope)’이 관측했던 블랙홀의 실제 이미지가 공개된 것이다. 과학자들은 이 이미지를 더 선명하게 하는 작업에 몰두하고 있다. 

리아 메데이로스 미국 프린스턴고등연구소 연구원팀은 ‘프리모(PRIMO)’라는 기계학습 알고리즘을 개발해 블랙홀 이미지를 선명하게 생성해내고 연구결과를 국제학술지 ‘천체물리학저널회보’에 13일(현지시간) 공개했다. 

미국과 유럽, 일본, 한국 등 200명의 과학자로 구성된 국제 연구협력 프로젝트인 ‘사건지평선망원경(EHT)’ 연구팀은 2017년 4월 약 열흘에 걸쳐 거대은하 M87 중심부 초대질량 블랙홀을 관측한 뒤 2년에 걸친 데이터 분석 끝에 생성된 이미지를 지난 2019년 4월 공개했다.

이 이미지는 가까이 줌을 당겨서 찍은 '전구 사진’, ‘사우론의 눈(영화 반지의 제왕)’, ‘베이글’, ‘동그란 시리얼,' '오렌지색 도넛' 등 여러 형상을 연상시켰다. 흐릿한 이미지 형태였기 때문이다. 

메데이로스 연구원팀이 공개한 이미지는 훨씬 더 선명해졌다. 오랜지색 빛 부위는 더 가늘고 선명해졌으며 중앙의 블랙홀 부분도 더 크고 어둡게 나타났다. M87 블랙홀의 질량을 비롯한 물리적 특성을 더 정확히 측정하고 연구할 수 있게 해줄 것이란 기대가 나온다. 

연구팀은 프리모를 활용해 보완한 이미지가 EHT 관측 자료 및 이론적 예상치와도 일치한다고 밝혔다. 연구에 참여한 디미트리오스 프살티스 미국 조지아공대 교수는 “블랙홀 이미지를 공개한 지 4년 만에 해상도를 최대로 끌어올린 이미지를 만들어내는 또다른 이정표를 세웠다”며 “우리가 개발한 새로운 기계학습 기술은 블랙홀 물리학 이해에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 
 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]