한국천문연구원이 참여한 사건지평선망원경(EHT) 공동연구진이 이중 초대질량블랙홀의 후보 중 하나인 OJ287 천체의 제트 내부에서 전파되는 충격파를 포착하는 데 성공했다.
EHT는 M87 은하와 우리은하 중심에 위치한 블랙홀 영상을 사상 최초로 포착한 망원경이다. EHT를 통해 OJ287의 블랙홀 영상을 직접 관측하는 것은 아직 어렵지만, 블랙홀에서 제트가 방출되는 최근접 지역을 영상화할 수 있다. 이를 통해 OJ287이 이중 초대질량블랙홀을 갖는지와 블랙홀에서 제트가 방출되는 메커니즘을 연구할 수 있다.
OJ287은 이중 초대질량블랙홀 시스템을 가진 것으로 추정되는 주요 후보 중 하나다. 이 천체는 약 100년 이상 기간에 걸쳐 약 12년의 주기성을 띄는 밝기 변화를 보인다.
이는 이중 초대질량블랙홀 시스템 내에서 상대적으로 작은 블랙홀이 더 큰 블랙홀 주변을 공전하면서 블랙홀의 강착 원반과 주기적으로 충돌하기 때문에 발생하는 것으로 추정하고 있다.
이번 연구에서는 약 5일 간격으로 수행된 두 번의 EHT 관측으로부터 OJ287의 제트 구조와 편광각이 변하는 것을 확인했다.
제트 플라즈마와 주변 매질 사이 속도 차이로 인해 발생하는 불안정성과 제트 내부에서 전파되는 충격파가 상호 작용한 결과다. 블랙홀 제트에서 이러한 충격파-불안정성 상호 작용을 직접 관측한 것은 이번이 처음이라고 연구진은 설명했다.
이번 연구 논문의 제2저자 조일제 천문연 박사는 “앞으로 연속적인 모니터링 관측을 수행한다면 나선형 자기장과 제트 불안정성 패턴의 3차원 구조를 모두 지도화할 수 있을 것”이라며 “이는 제트가 만들어지는 과정과 입자들이 블랙홀 근처에서 어떻게 가속하는지에 대한 전례 없는 관측적 증거를 제공할 것”이라고 말했다.
한편 EHT 공동연구진이 OJ287 제트 내부 충격파와 불안정성을 밝혀낸 이번 연구 논문은 천문학 및 천체물리학(Astronomy&Astrophysics) 저널 8일자에 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
