블랙홀 매우 역동적…사건지평선 자기장 4년만에 정반대

천문연·경희대 등 국내 연구진 참여 세계 첫 초거대 블랙홀 자기장 변화 포착

블랙홀 자기장 변화 영상. 사건지평선망원경으로 관측한 M87 블랙홀. 왼쪽부터 2017, 2018, 2021년 이미지다. 고리 위 가느다란 선은 자기장의 크기와 방향을 의미한다. 블랙홀의 그림자와 고리의 크기는 거의 일정하지만, 가장 밝은 부분의 위치와 자기장의 형태가 연도별로 변화하는 것을 확인할 수 있다./우주청/

블랙홀 자기장 변화 영상. 사건지평선망원경으로 관측한 M87 블랙홀. 왼쪽부터 2017, 2018, 2021년 이미지다. 고리 위 가느다란 선은 자기장의 크기와 방향을 의미한다. 블랙홀의 그림자와 고리의 크기는 거의 일정하지만, 가장 밝은 부분의 위치와 자기장의 형태가 연도별로 변화하는 것을 확인할 수 있다./우주청/

‘블랙홀의 그림자’로 불리는 중심의 검은 부분은 시간이 지나도 일정하지만 블랙홀 사건지평선 주변의 자기장과 물질은 역동적으로 변하고 있다는 것을 확인한 관측 결과가 한국연구진이 참여한 프로젝트에서 나왔다.

17일 우주항공청과 한국천문연구원에 따르면 한국 연구진이 공동참여한 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 국제공동연구팀은 인류 최초 블랙홀 관측에 성공한 2017년 이후 4년에 걸쳐 찍은 블랙홀 영상에서 자기장 패턴이 뒤집힌 것을 확인했다.

연구팀은 이번에 M87 은하 중심 초대질량 블랙홀의 그림자와 빛의 고리 구조를 사건지평선망원경(EHT)으로 관측한 이미지를 공개했다. M87(메시에 87)은 지구에서 약 5500만 광년 떨어진 처녀자리 은하단의 거대한 타원 은하로 중심에 초대 질량 블랙홀을 보유하고 있다.

사건지평선망원경(EHT)은 세계에 산재한 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 블랙홀의 영상을 포착하는 국제협력 프로젝트이자 이 가상 망원경의 이름이다.

EHT는 지난 2017년 인류 최초로 M87 은하의 블랙홀을 통해 블랙홀의 사건지평선을 포함한 검은 부분과 빛이 도넛 모양으로 휘도는 강착원반을 포착해 화제를 모았다.

연구팀이 이번에 공개한 ‘M87 은하 중심 블랙홀’ 영상은 2021년 관측 자료로, 2017년 인류 최초 블랙홀 영상, 2018년 후속 영상에 이어 세 번째다. 앞선 영상과 비교하면 4년 동안 중심부 그림자와 고리 모양, 크기는 그대로인 반면에 빛의 편광 회전 방향은 정반대로 달라진 것으로 나타났다.

천문연 손봉원 책임연구원은 “이번 결과를 비롯한 주요 연구를 한국의 젊은 연구자들이 이끌고 있으며, 차세대 핵심 기술 개발 역시 한국이 주도하는 등 사건지평선망원경의 블랙홀 연구에서 한국은 이제 핵심 국가라고 자부한다”라고 말했다.

이병문 기자 bmw@knnews.co.kr