한국천문연구원 등이 참여한 국제 공동 연구진이 사건지평선 망원경(EHT)으로 M87 은하 중심에 초대질량 블랙홀의 그림자와 빛의 고리 구조를 또다시 포착했다. 이를 통해 2017년 발표된 최초의 M87 블랙홀 이미지를 다시 한번 검증함과 동시에 시간 경과에 따른 빛의 고리 변화를 발견했다.
천문연에 따르면 2018년 포착한 블랙홀 그림자와 빛의 고리 구조 크기는 2017년과 일치했지만, 고리 구조의 가장 밝은 부분의 위치에 차이가 있다.
기존에 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의하면 블랙홀 고리 구조의 크기는 시간이 흐름에 따라 일정하게 관측될 것으로 예상되지만, 고리 구조의 밝기 분포는 블랙홀 주변 플라즈마에 존재하는 난류 등 효과로 인해 변할 수 있다.
연구진은 앞으로 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 후속 연구를 통해 고리 구조의 밝기 변화를 분석함으로써 블랙홀 주변 물질 유입 및 방출 과정에 대한 더 큰 실마리를 찾을 것으로 기대하고 있다.
이번 관측에는 2018년 새로 참여한 그린란드 망원경의 역할이 컸다. 기존 8대의 EHT에 신규 망원경이 추가되고 자체 망원경 성능도 향상돼 블랙홀 영상 정확도가 크게 개선됐다.
EHT는 2017년을 시작으로 2018년, 2021년, 2022년에 M87을 관측했으며, 올해도 관측을 수행할 예정이다.
특히 올해는 천문연이 운영하는 한국우주전파관측망(KVN)이 관측에 직접 참여한다. 연구진은 KVN의 참여로 더 정확한 블랙홀 영상을 얻을 수 있을 것으로 전망한다.
블랙홀 영상화 팀 공동 리더 박종호 경희대 교수는 “이번 결과는 2017년에 발표된 최초의 M87 블랙홀 이미지를 다시 한번 검증했을 뿐만 아니라, 1년이라는 짧은 시간 동안 변하는 고리의 모습을 포착했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “해당 결과는 지속적인 블랙홀 관측의 중요성을 보여주고 있다”고 말했다.
국제 공동연구 총괄 책임자인 케이치 아사다 대만중앙연구원 천문천체물리연구소 박사는 “과학 연구에 있어 가장 중요한 가치 중 하나가 관측 결과의 재현성”이라며 “블랙홀 그림자의 존재를 새로운 관측을 통해 확인했다는 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 확실하게 입증하는 중요한 결과”라고 언급했다.
한편 이번 연구는 Astronomy&Astrophysics 1월호에 게재된다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
