[사이언스영상] 바람에 춤추는 블랙홀 제트

네이처천문학 제공

블랙홀이 내뿜는 에너지 빔이 별바람에 휘어 춤을 춘다는 사실이 처음으로 관측됐다. 블랙홀은 흡수했던 물질을 빛의 속도에 가깝게 바깥으로 내뿜는데 이때 물질 방출에 사용되는 에너지 빔을 ‘제트’라 부른다.

제트는 우주에서도 손꼽는 강력한 에너지다. 호주 커틴대가 이끄는 국제 공동 연구팀은 제트가 휘어지는 현상에 대한 연구 결과를 4월 16일 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.

연구팀은 수천 km 떨어진 전파망원경들을 하나로 연결해 백조자리 X-1을 고해상도로 촬영했다. 백조자리 X-1은 태양 질량의 21배에 달하는 블랙홀과, 태양보다 40배 무거운 별(초거성)이 5.6일 주기로 서로를 공전하는 쌍성계다. 

촬영 결과 별 표면에서 뿜어져 나오는 강력한 항성풍이 블랙홀 제트를 구부릴 만큼 강력했다. 블랙홀이 별 주위를 공전하는 동안 항성풍의 방향이 계속 바뀌면서 분수가 바람에 휘듯 제트가 이리저리 방향을 틀었다.

이어 연구팀은 춤추는 제트의 움직임을 분석해 제트의 순간 에너지와 속도를 계산했다. 제트의 에너지는 태양 1만 개의 출력에 해당했고 속도는 빛의 절반인 초속 약 15만km였다. 또 블랙홀로 빨려 들어가는 물질 에너지의 약 10%가 제트를 통해 주변으로 퍼져나간다는 사실도 확인됐다. 과학자들이 우주 시뮬레이션에서 오랫동안 가정해온 수치가 실제 관측으로 처음 검증된 것이다.

연구에 참여한 제임스 밀러-존스 커틴대 교수는 “블랙홀 주변의 물리 법칙은 블랙홀 질량에 관계없이 유사하기 때문에 이번 측정값은 모든 제트를 이해하는 기준점이 될 것”이라고 말했다. 

연구팀은 현재 호주와 남아프리카에 건설 중인 초대형 전파망원경(SKA)이 완공되면 수백만 개의 먼 은하에서 블랙홀 제트를 관측할 수 있을 것이며 이번 측정값이 그 기준점 역할을 할 것이라고 전망했다.

※참고자료 
10.1038/s41550-026-02828-3 

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