한국천문연구원 이론천문센터가 주축으로 참여하는 국제 공동 연구진이 초대질량 블랙홀 천체 '퀘이사'를 발견하는 새로운 관측법을 제시했다.
천문연은 아르만 샤필루 박사와 사타드루 박 박사가 이끄는 국제공동 연구진이 퀘이사 광도곡선 재구성을 통해 중력렌즈 현상을 겪은 퀘이사를 관측하는 방법을 찾았다고 25일 밝혔다.
중력렌즈는 질량을 가진 천체가 근처 시공간을 휘게 해 빛 굴절을 일으키고 광원인 천체 모습을 여러 개로 보이거나 변형돼 보이게 하는 현상이다.
대표적 중력렌즈 현상은 점광원인 동일 퀘이사가 여러 개로 보이는 것이다. 이 경우 대형 망원경을 사용하지 않고는 이미지를 구분하기 어려워 중력렌즈 현상이 일어났는지 명확하게 판명할 수 없다.
연구진은 퀘이사가 중력렌즈 현상을 겪었다고 가정하고 중력렌즈로 구분된 두 신호 사이에 걸린 시간을 조정했다. 두 신호 사이에 걸린 시간이 실제 시간과 다를 경우 임의로 재구성한 퀘이사 광도곡선에 심한 왜곡 현상이 발생한다. 이 방법을 이용해 광도곡선에 왜곡 현상이 가장 적게 일어나는 시간을 구해 중력렌즈 퀘이사를 발견했다.
이 방법을 사용하면 중력렌즈 퀘이사 발견 가능성이 최소 2배 이상 늘어난다. 일반 퀘이사를 중력렌즈 퀘이사로 잘못 찾을 가능성도 현저히 낮아질 수 있다.
이는 하늘을 넓게 그리고 빠르게 보면서 수많은 천체가 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 추적하는 관측 탐사에서 유용하게 사용될 수 있다.
따라서 현재 진행 중인 광시야 천문탐사 '쯔비키 시간영역 탐사기기(ZTF)' 등에서 중요하게 사용될 전망이다.
현재 우주 공간이 얼마나 빠르게 팽창하는지를 나타내는 허블상수의 불일치 문제 해결에도 이용할 수 있다. 중력렌즈 퀘이사는 이미지 간 밝기, 광도곡선 시간차 등 다양한 정보를 갖고 있어 이를 종합하면 정확한 거리를 측정할 수 있다.
한편 이번 연구 논문은 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 지난달 15일자에 실렸다.
이인희기자 leeih@etnews.com
