韓 참여 국제 연구팀, 우주 속 '초대질량블랙홀' 충격파 포착

천문연 참여 '사건의지평선망원경'(EHT) 공동연구팀
초대질량블랙홀 후보 'OJ287'
8일 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학 저널' 발표

2017년 4월 5일과 10일 EHT로 관측한 OJ287의 모습. 초대질량블랙홀로부터 불과 0.75광년 떨어진 거리에서 전례 없는 해상도로 제트 구조를 포착했다. 편광 영상(왼쪽 및 가운데)에서는 5일이라는 짧은 간격 동안 눈에 띄게 진화하는 세 개의 밝은 성분을 보여주는데, 이는 해당 천체에서 직접 영상화된 변화 중 가장 짧은 시간 척도다. 가장 안쪽에 위치한 두 성분은 서로 반대 방향의 편광 회전을 나타낸다. /사진=EHT 공동연구그룹

국내 연구팀이 참여한 EHT(사건의지평선망원경) 공동연구팀이 초대질량블랙홀로 추측되는 천체의 충격파를 포착했다.

9일 한국천문연구원(이하 천문연)은 EHT가 초대질량블랙홀 후보 중 하나인 'OJ287' 천체의 제트 내부에서 전파되는 충격파를 포착하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학 저널'에 8일 게재됐다.

EHT는 전 세계에 있는 전파망원경을 연결해 지구만 한 크기의 가상 망원경을 만든 뒤, 이를 통해 블랙홀을 포착하는 국제 프로젝트다. 천문연 등 우리나라 천문학계도 참여 중이다.

OJ287은 초대질량블랙홀 시스템을 가진 것으로 추정되는 후보 중 하나다. 아직 OJ287을 직접 촬영할 순 없지만, 연구팀은 OJ287에서 제트(고에너지를 가진 입자의 흐름)가 방출되는 지역을 분석하는 방식으로 OH287의 특성을 연구한다.

이번에는 약 5일 간격으로 관측을 수행해 OJ287의 제트 구조와 편광각(빛의 진동 방향)이 변하는 것을 확인했다. 제트 플라스마와 주변 매질 사이의 속도 차이로 인해 생긴 '불안정성'과 제트 내부에서 전파되는 '충격파'가 상호 작용한 결과로 분석된다.

연구를 주도한 호세 루이스 고메즈 스페인 안달루시아 천체물리연구소 박사는 "반대 방향의 편광각 회전은 충격파와 불안정성의 상호작용에 대한 결정적인 증거로, 블랙홀 제트에서 충격파-불안정성의 상호 작용을 직접 관측한 건 이번이 처음"이라고 했다.

논문 제2 저자인 조일제 천문연 박사는 "단 5일 동안 상당한 변화가 일어나는 것을 관측한 만큼 계속해서 관측한다면 나선형 자기장과 제트 불안정성 패턴의 3차원 구조를 모두 지도화할 수 있을 것"이라며 "이를 통해 제트가 만들어지는 과정과 입자가 블랙홀 근처에서 어떻게 가속되는지에 대한 전례 없는 증거를 찾을 수 있다"고 했다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr

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