궁수자리 A 블랙홀 이미지. 중심의 검은 부분은 블랙홀(사건의 지평선)과 블랙홀을 포함하는 그림자이고, 고리의 빛나는 부분은 블랙홀의 중력에 의해 휘어진 빛이다.(EHT·한국천문연구원 제공) 2022.05.13 /뉴스1


(뉴스1 김승준 기자 )= 우리가 살고 있는 은하계의 블랙홀의 모습이 인류사상 최초로 포착됐다.

이번에 촬영된 궁수자리 A 블랙홀은 지구로부터 약 2만7000광년 떨어져 있으며, 우리은하 중심에 위치했다. 또 질량은 태양의 약 400만배다.

이번 촬영은 국제적 전파망원경 네트워크인 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope)을 통해 이뤄졌으며, 전 세계 80개 기관, 300명이 넘는 연구진이 참여했다.

한국에서는 과학기술연합대학원대학교(UST), 경북대, 서울대, 세종대, 연세대, 한국천문연구원 등 9명의 한국 과학자들도 참여했다.

연구진들은 사건지평선망원경을 구성한 8기의 전파 망원경으로 얻은 데이터를 사용하여 궁수자리 A의 수천 개의 영상을 만들었다. 이 영상들을 모두 합쳐 상단에 제시한 대표 영상을 제작했다. 그리고 각각의 영상은 형태적 유사성에 기반하여 4개의 그룹으로 나누었다. 좌측의 3개의 그룹은 링 구조를 보여주지만 링 주변의 밝기가 서로 다르다. 네 번째 그룹에는 데이터와는 맞지만, 링 구조를 보이지 않는 영상들로 구성됐다. 각 영상 하단의 막대그래프는 각 그룹에 속한 영상의 상대적인 비율을 의미한다. 처음 세 그룹에는 수천 개의 영상이 담겨있지만, 네 번째이자 가장 작은 그룹에는 수백 개의 영상만이 들어있다. 이는 링 구조의 가진 영상이 최종 대표 영상에서 네 번째 그룹의 영상보다 높은 가중치를 가짐을 의미한다. 연구진은 상대적인 가중치에 따라 이 4개의 그룹의 영상을 가중 평균하여 상단 패널의 최종 영상을 얻었다. (EHT·한국천문연구원 제공) 2022.05.13 /뉴스1

블랙홀 이론은 1900년대 초반부터 발전해왔지만, 항상 이론과 간접 증거에 머물러왔다. 한 세기 가량 지난 2019년에야 인류에 그 모습을 드러냈다. 바로 M87 은하 중심에 위치한 초대질량 블랙홀이다.

이때도 EHT를 통해 관측됐으며 한국 연구진도 이번과 마찬가지로 참여했다.

10일 이벤트 호라이즌 망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 프로젝트 연구진은 전파망원경 8개로 구성된 EHT를 통해 처녀자리 은하단 중심부에 있는 'M87' 거대은하 가운데에 있는 '초대질량 블랙홀'을 관측하는데 성공했다고 밝혔다. 연구진이 공개한 사진은 태양보다 65억배 큰 블랙홀 주변의 강렬한 중력에서 빛이 굴절되어 형성되는 밝은 고리를 보여준다. 'EHT'는 블랙홀을 포착하기 위해 전세계 곳곳에 있는 전파망원경을 마치 하나의 망원경처럼 연결하는 가상 망원경을 만드는 프로젝트이자 가상 망원경의 이름이다. (이벤트 호라이즌 망원경·Event Horizon Telescope Collaboration 홈페이지) 2019.4.10/뉴스1
사건지평선망원경(EHT) 프로젝트에 참여한 김재영 연구원(독일막스플랑크 전파연구소)이 11일 오전 서울 중구 LW컨벤션센터에서 열린 'EHT(Event Horizon Telescope, 사건지평선망원경) 프로젝트 연구 결과 발표에 따른 언론설명회'에서 인류 역사상 최초로 관측된 처녀자리 은하 중심의 M87 블랙홀 사진에 대해 설명하고 있다. 이번에 관측된 블랙홀은 태양 질량의 65억 배 무게, 지름은 160억 km에 달하는 초대형으로, EHT 연구진은 블랙홀 영상을 포착하기 위해 세계 각지의 전파망원경 8대를 연결해 지구 크기 규모의 거대 가상 망원경을 만들었다. 2019.4.11/뉴스1 © News1 오대일 기자

EHT 연구진이 발견한 것은 단순히 블랙홀의 모습뿐이 아니다. 2019년 이래로 지속적인 다파장, 편광 관측을 통해 블랙홀 주변의 환경까지 분석해, 우주의 역사 이론, 블랙홀 이론, 일반상대성 이론에 기여할 소중한 데이터를 얻기도 했다.

그림1. M87 은하 중심의 블랙홀부터 은하 그리고 은하를 넘어 제트 분출까지 다양한 해상도의 다파장 동시 관측 결과 영상© 뉴스1
EHT 국제 공동 연구팀이 공개한 M87 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀의 편광 영상 나선형의 밝은 선들은 M87 블랙홀 주변의 자기장과 연관되어 있는 편광의 방향을 보여준다.(제공:천문연)© 뉴스1

 

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