블랙홀 제트의 '뒤틀림' 실시간으로 봤다…韓 연구진도 참여

조일제 천문연 연구원 등 참여
사건지평선망원경 데이터 분석

이중 블랙홀의 모식도. 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 제공

블랙홀 인근에서 제트가 요동치는 모습이 처음으로 관측됐다. 이중 블랙홀 후보의 천체 ‘OJ287’에서 빛의 방향이 바뀌는 현상이 확인된 것이다. 블랙홀이 제트를 어떻게 품는지 설명할 단서가 될 것으로 보인다.

한국천문연구원은 사건지평선망원경(EHT) 공동연구진이 이중 초대질량블랙홀의 후보 중 하나인 OJ287 천체의 제트 내부에서 전파되는 충격파를 포착하는데 성공했다고 9일 밝혔다.

EHT는 M87 은하와 우리 은하 중심 블랙홀의 영상을 사상 최초로 촬영한 망원경이다. 이번 관측을 통해 OJ287이 실제로 이중 블랙홀 시스템을 갖는지와 블랙홀 제트 방출 메커니즘을 연구할 수 있는 근접 영역을 새로 확보했다.

OJ287은 상대적으로 작은 블랙홀이 더 큰 블랙홀을 공전하며 12년 주기로 밝기가 변하는 것으로 알려진 대표적 이중 블랙홀 후보 천체다.

연구진은 약 5일 간격으로 수행한 두 차례 관측에서 제트 구조와 편광각이 변화하는 모습을 확인했다. 이는 제트 플라즈마와 주변 매질 간 속도 차로 인해 생기는 불안정성과 제트 내부 충격파가 상호 작용한 결과라는 분석이다.

이번 관측을 주도한 호세 루이스 고메즈 EHT 과학위원회 부의장은 “반대 방향의 편광 회전은 충격파와 불안정성 상호작용의 결정적 증거”라며 “블랙홀 제트에서 이를 직접 포착한 것은 처음”이라고 말했다.

조일제 천문연 박사후연구원은 “개별 충격파 성분을 분해해 불안정성 파동과의 상호작용을 관측했다”며 “연속 모니터링이 이루어지면 나선형 자기장과 제트 불안정성의 3차원 구조를 지도화할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 블랙홀이 제트를 방출하고 입자를 가속하는 과정 규명에 중요한 관측 자료가 될 것으로 기대된다. 관련 논문은 학술지 ‘천문 및 천체물리학’ 8일자에 게재됐다.

이영애 기자 0ae@hankyung.com