천문연 “세계 최초로 블랙홀 제트 발생 이론을 관측으로 증명”

  • 우리나라 연구진이 블랙홀이 별을 잡아먹으면서
    광속에 가까운 제트를 쏘아내는 장면을 세계 최초로 관측했다.

    <한국천문연구원(원장 박필호. 이하 천문연)>은
    블랙홀 이중성인 <백조자리 X-3>을 관측해
    블랙홀 [제트] 장면 관측에 세계 최초로 성공했다고 밝혔다.

    이 연구와 관련된 논문은 20일자
    <천체물리학저널(Astrophysical Journal)>에 실렸다.

    블랙홀은 빛까지 빨아들이는 건 물론 중력과 시간까지
    왜곡한다고 말할 정도 엄청난 질량을 가진 [죽은 별]로 알려져 있다.

    블랙홀은 전파망원경이든 광학망원경이든 직접 볼 수가 없다.
    때문에 블랙홀이 뿜어내는 전파와 X-선, 감마선 등을 관측해야 한다.

    블랙홀은 종종 물질을 광속에 가깝게 방출하는 [제트] 현상을 일으키는데,
    이때 블랙홀 주변의 밝기는
    평소보다 수백 배 또는 수천만 배까지 밝아졌다가 어두워진다.

  • 블랙홀이 뿜어내는 [제트]는 간헐적이고 변화하는 시간이
    몇 시간에서 며칠에 불과하다.
    때문에 지금까지 천문학계는 블랙홀의 [제트] 현상이 발생하는 건
    추측했으나 관측에는 성공하지 못했다고 한다.

    이를 우리나라 <천문연> 소속 <김정숙> <김순욱> 연구팀이 관측한 것이다.

    <김정숙>, <김순욱> 연구팀은
    <천문연>이 서울, 울산, 제주에 구축한 전파망원경 네트워크
    <KVN(Korea VLBI Network)>과
    <일본국립천문대>의 <VERA
    (VLBI Exploration of Radio Astrometry. 일본우주전파관측망)으로
    <백조자리 X-3>에서 나오는 X-선의 에너지 변화를 분석해
    3시간에 불과한 [제트] 분출 순간을 관측했다고 한다.

  • <김정숙> <김순욱> 연구팀이 관측한 블랙홀의 [제트]는
    블랙홀이 옆에 있는 별의 물질을 빨아들이면서 나타나는 현상이다.

    블랙홀이 옆에 있는 별의 물질을 빨아들일 때
    일부 물질은 흡수되지 않고 원반형태를 형성한다.
    이 원반형태의 물질이 일정한 밀도와 온도가 되면
    수직으로 물질을 분출한다.
    이때 분출되는 물질의 속도는 광속에 가까운데
    이를 [제트] 현상이라 부른다.

    블랙홀 [제트] 관련 논문의 제1저자인 <김정숙> 연구원은
    <김순욱> 연구원과 지난 4월 <천체물리학저널>에
    [별 탄생의 최신이론]을 처음 증명하는 논문을 게재했다.

    <김정숙> 연구원은 오는 8월,
    국내 최초로 [블랙홀 마이크로 퀘이사] 분야 박사가 된다.
    <김정숙> 박사의 소감이다.

    “블랙홀에서 이번에 관측한 것과 같은 제트분출이 일어나는 것은
    보통 1~2년 사이에 며칠 정도여서 4년 동안 실패했었다.
    하지만 포기하지 않고 계속 시도하여
    마침내 관측에 성공하고 논문이 나오게 되어 매우 기쁘다.”


    함께 연구한 <김순욱> 박사의 소감이다.

    “상대론적인 (블랙홀) 제트 발생 과정에는
    여전히 설명되지 않은 수많은 의문들이 남아있다.
    앞으로 그 수수께끼들을 풀어가고 싶다.”