인류 최초 '우리 은하' 블랙홀 포착…세계 공동연구진의 '쾌거'

M87 은하 첫 블랙홀 이미지 이후 3년 만의 성과
M87 은하보다 2000배 가까워…상대성이론 영향

↑ 사건지평선망원경(EHT)로 촬영된 우리은하 중심의 블랙홀 / 사진=EHT 유튜브 중계 화면 갈무리, 연합뉴스

태양계가 속한 우리 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀의 실제 이미지가 마침내 포착됐습니다. 이러한 블랙홀 이미지는 빛도 빠져나올 수 없어 직접 볼 수 없었던 블랙홀의 실제 이미지를 확인하는 것을 넘어 블랙홀 연구의 진전에 디딤돌이 될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

세계 주요 전파망원경을 연결해 블랙홀을 관측해온 '사건지평선망원경'(EHT) 프로젝트 과학자들은 12일 밤 10시(이하 한국 시간) 워싱턴을 비롯해 총 6곳에서 기자회견을 통해 우리 은하 중앙에서 포착된 블랙홀 이미지를 공개했습니다.

이는 지난 2019년 4월 과학사상 처음으로 지구에서 약 5천500만 광년 떨어진 M87 은하의 초대질량 블랙홀 실제 이미지를 포착해 공개한 이후 3년 만의 성과입니다.

이번에 포착된 우리 은하 중심부의 초대질량 블랙홀은 '궁수자리(Sagittarius) A*'로도 불리는데, 지구에서 약 2만 7천 광년 떨어진 궁수자리에 자리 잡고 있습니다. M87 은하와 비교해 2000배 가까운 거리에 있으며, 질량이 태양의 430만 배로 65억 배에 달한 M87 은하의 블랙홀보다 훨씬 작았습니다. 또한 두꺼운 가스와 먼지 구름에 가려져 있어 실제 이미지를 포착하는 것이 더 어려웠습니다.

질량은 작지만 지구와 거리가 가까워 M87 은하의 블랙홀과 관측된 크기는 비슷했습니다.

이번 성과에 있어 EHT협력단은 우리 은하 중심에 있는 전체가 초대질량 블랙홀이라는 직접적인 시각적 증거가 확보됐으며, 이렇게 거대한 천체의 활동에 대한 단서를 얻게 됐다고 밝혔습니다.

이번 연구에는 세계 80개 기관에서 300명이 넘는 연구진들이 참여했고 우리나라에서도 한국천문연구원을 중심으로 국내외 활동 한인 과학자들이 참여했습니다.

EHT 과학이사회 공동위원장인 세라 마르코프 암스테르담대학 이론천체물리학 교수는 "궁수자리A*와 M87 블랙홀은 질량 차이가 매우 크고 형태도 완전히 다르지만 매우 유사한 모양을 보인다"며 "이는 아인슈타인의 일반상대성 이론이 적용되고 있다는 점을 보여주는 것으로 두 블랙홀 간의 차이는 블랙홀을 둘러싼 물질의 차이에서 비롯된 것"이라고 설명했습니다.

EHT 과학자들은 후속 연구로 초대질량 블랙홀 주변의 전파 방출 기원으로 보이는 부착 흐름을 분석하는 이론을 세우기 시작했고, 은하의 형성과 진화 과정을 밝히고 일반 상대성이론에 대해 정밀한 검증도 할 계획이라고 밝혔습니다.

한국전문연구원 손봉원 박사는 "궁수자리 A" 블랙홀은 집단지성으로 인류가 직접 관측한 블랙홀 중에 가장 가까운 것"이라며 "한국천문연구원은 공동으로 운영하는 ALMA(아타카마 대형 밀리미터/서브밀리파 간섭계), JCMT(제임스 클러크 맥스웰 망원경) 참여를 넘어 KVN(한국우주전파관측망)이 EHT에 직접 참여할 수 있도록 준비하고 있다"고 했습니다.

이번 연구 결과는 '천체물리학저널 회보'(The Astrophysical Journal Letters) 특집호에도 실려 있습니다.

[디지털뉴스부]