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사상 첫 관측 블랙홀 가장자리서 강력한 자기장 포착

송고시간2021-03-24 23:00

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인류가 사상 최초로 관측에 성공한 블랙홀의 가장자리에서 강한 자기장의 증거가 포착됐다.

블랙홀이 강력한 힘으로 물질을 빨아들이고 내뿜는 과정을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.

한국천문연구원이 포함된 '사건지평선망원경'(EHT·Event Horizon Telescope) 국제 공동 연구팀은 24일 거대 은하 'M87' 중심부에 있는 초대질량블랙홀(SMBH·태양 질량의 수십만 배에서 수십억 배에 이르는 블랙홀)의 편광 관측 영상을 공개했다.

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천문연 등 국제 연구팀…"블랙홀이 물질 내뿜는 과정 밝힐 것"

M87 은하 중심부 초대질량블랙홀의 편광 영상
M87 은하 중심부 초대질량블랙홀의 편광 영상

[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 인류가 사상 최초로 관측에 성공한 블랙홀의 가장자리에서 강한 자기장의 증거가 포착됐다.

블랙홀이 강력한 힘으로 물질을 빨아들이고 내뿜는 과정을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.

한국천문연구원이 포함된 '사건지평선망원경'(EHT·Event Horizon Telescope) 국제 공동 연구팀은 24일 거대 은하 'M87' 중심부에 있는 초대질량블랙홀(SMBH·태양 질량의 수십만 배에서 수십억 배에 이르는 블랙홀)의 편광 관측 영상을 공개했다.

블랙홀(black hole)은 중력이 매우 강해 빛조차도 빠져나올 수 없는 천체다. 빛조차 빠져나오지 못한다는 것은 블랙홀 자체를 보는 것은 불가능하다는 것을 의미한다.

EHT 연구팀은 2019년 4월 처음으로 '블랙홀의 그림자'라 불리는 윤곽 안쪽의 어두운 부분을 측정해 이론으로만 존재하던 블랙홀의 개념을 실험적으로 증명해 냈다.

이번 연구에서는 블랙홀의 가장자리에서 강한 자기장의 증거인 편광(특정한 방향으로만 진동하며 나아가는 빛)을 관측하는 데 성공했다.

블랙홀은 주변에서 물질을 끌어들이는 한편 빛에 가까운 속도로 주변에서 빨아들인 물질을 분출하는 이른바 '제트'(jet) 현상을 일으킨다.

다양한 전파망원경으로 블랙홀의 편광을 관측한 합성 영상
다양한 전파망원경으로 블랙홀의 편광을 관측한 합성 영상

[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

이 같은 블랙홀 주변의 물질 유입과 방출의 기전이 무엇인지, M87과 같은 거대은하에서 어떻게 은하 크기보다 더 큰 제트가 발생할 수 있는지는 알려지지 않았다.

연구팀은 M87 관측 결과 블랙홀 주변의 빛이 상당 부분 편광돼 있다는 것을 확인했다.

편광 관측을 통해 M87 블랙홀 가장자리에 예상보다 훨씬 강한 자기장이 존재함을 알아냈다고 연구팀은 설명했다.

EHT 이론연구그룹 연구책임자인 제이슨 덱스터 미국 콜로라도 볼더대 교수는 "이번 영상을 통해 M87 블랙홀 주변부의 강력한 자기장이 어떻게 블랙홀과 제트 형성에 기여하는지에 대해 새로운 가설을 제시할 수 있다"고 말했다.

전 세계 8개의 망원경을 연결한 EHT
전 세계 8개의 망원경을 연결한 EHT

[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

덱스터 교수에 따르면 M87 블랙홀 주변 뜨거운 가스 일부가 가장자리의 자기장 압력 때문에 블랙홀 중심부의 강력한 중력 에너지를 이기고 일부가 제트의 형태로 날아가는 것으로 추정된다.

천문연 손봉원 박사는 "천문연이 보유한 한국우주전파관측망(KVN)을 이용해 M87 블랙홀 주변 제트에 대한 추가 관측을 하고 있다"며 "블랙홀 관측과 연구에 새로운 장을 열 것"으로 기대했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '천체물리학 저널 회보'(The Astrophysical Journal Letters) 이날 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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