우리은하 중심 초대질량블랙홀 편광 이미지 공개

4월부터 한국 전파망원경(KVN)도 블랙홀 관측 참여

우리은하 중심에 있는 초대질량블랙홀을 편광 관측했다. 블랙홀 주변의 빛이 나선형으로 일정하게 정렬된 것을 확인할 수 있다. EHT 제공

한국 연구팀이 참여한 국제공동연구팀이 우리은하 중심에 위치한 초거대질량블랙홀의 편광 영상을 새로 공개했다.

한국천문연구원(KASI)은 국내 연구팀이 참여한 국제공동연구팀이 우리은하 중심에 위치한 블랙홀 가장자리에서 나선형으로 정렬된 자기장 구조를 포착하고 연구 결과를 국제학술지 '천체물리학 저널 레터(The Astrophysical Journal Letters)' 3월호에 게재했다고 27일 밝혔다.

지난 2022년 5월 우리은하 중심 블랙홀을 '사건지평선 망원경(EHT)' 관측으로 포착한 데 이어 편광 관측도 성공한 것이다. EHT는 블랙홀 관측을 위해 전 세계 전파망원경을 하나처럼 연동해 거의 지구 크기의 거대 망원경처럼 활용하는 관측 프로젝트다.

일반적으로 빛은 모든 방향으로 진동하며 이동하는데 한 방향으로만 진동하면 편광됐다고 한다. 블랙홀 주변 입자들이 방출하는 빛은 자기장 방향에 수직으로 방출된다. 편광된 빛을 관측하면 반대로 자기장 구조를 파악할 수 있다는 뜻이다. 자기장 구조를 보면 블랙홀 바로 바깥에서 물질이 유입되거나 방출되는 원리를 이해할 수 있다.

2021년 공개된 M87 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀의 편광 영상(왼쪽)과 27일 공개된 우리은하 중심에 있는 초대질량블랙홀 편광 영상(오른쪽). 두 블랙홀의 자기장 구조가 매우 유사하다. EHT 제공

지난 2021년에 천문학자들은 M87 은하 중심 블랙홀 주변 자기장 구조를 포착해 '제트'라는 강한 물질의 분출 흐름을 만들어낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 "우리은하 블랙홀의 자기장 구조도 M87 블랙홀과 매우 유사해 비슷한 제트 분출이 있을 수 있다는 것을 암시한다"고 설명했다.

손봉원 한국천문연구원 책임연구원은 "M87과 우리은하의 두 초대형블랙홀이 전혀 다른 형태의 가진 은하에 있고 두 블랙홀의 질량과 크기가 1500배나 차이 난다"며 "서로 다른 블랙홀에서도 비슷한 자기장 구조가 나타나는 점이 흥미롭다"고 말했다.

연구팀은 4월 EHT로 우리은하 중심 블랙홀을 다시 관측할 예정이다. 4월 관측부터는 '한국우주전파관측망(KVN)'도 본격 참여한다.

정태현 KVN그룹장은 "이전까지 한국이 데이터 분석과 연구로 참여했다면 앞으로는 KVN이 직접 관측에 참여하는 것"이라며 "고주파수 대역 관측 성능이 우수한 KVN이 참여하면서 더 선명한 블랙홀의 그림자와 우리은하 중심 블랙홀의 제트를 발견할 것"이라고 기대했다.

 

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]