블랙홀 '전파제트'…고정되지 않고 움직인다

국제 공동연구팀, 처음으로 발견

▲플라즈마 구름들의 속도에 따라 이들이 충돌해 밝게 빛나는 지점이 달라 움직이는 것으로 보이게 된다.[사진제공=야마구치 대학]

[아시아경제 정종오 기자] 국제 공동연구팀이 초거대 블랙홀 근처에서 분출되는 전파제트 기저부의 흔들림 현상을 처음으로 발견해 눈길을 모으고 있다. 그동안 전자제트는 움직이지 않은 것으로 알려졌는데 이번 관측 결과 전자제트도 움직이고 있다는 사실이 규명됐다.

한국천문연구원(원장 한인우)은 초거대 블랙홀 근처에서 분출되는 전파제트 기저부의 흔들림 현상을 세계 최초로 발견했다고 6일 발표했다. 초대형블랙홀과 그 블랙홀로의 물질 유입은 플라즈마로 구성된 두 방향의 모양이 잘 갖춰진 제트를 만들어낸다. 이 제트는 전파 대역에서 잘 관측이 돼 보통 '전파 제트'라고 부른다. 이 제트의 생성 메커니즘은 천체물리학의 대표적 난제로 남아 있다.

이번 발견으로 초대형 블랙홀의 제트 발생과정을 이해하는 중요한 실마리가 될 것으로 기대된다. 블랙홀은 직접 관측이 되지 않는데 블랙홀 근처에서 발생하는 전파제트로 관측할 수 있다. 기존 이론에 따르면 전파제트 기저부의 제트 발생위치는 수도꼭지처럼 고정된 위치라고 알려져 있었다. 이번 관측 결과는 전파제트의 발생위치가 변동될 수 있다는 것을 보여준다.

이번에 확인한 기저부의 흔들림 현상은 플라즈마 구름의 속도가 지금까지 생각해온 것보다 빠르다는 것과 전파제트의 기저부가 은하중심의 초대형 블랙홀로부터 30광년 이상 떨어져 형성될 수도 있다는 것을 확인시켜 주고 있다. 이는 전파제트가 플라즈마 구름 간의 충돌로 밝게 빛나는 것이라는 이론으로 설명된다.

공동연구팀은 지구에서 약 4억3000만 광년 떨어진 활동은하 마카리안 421(Mrk421)의 중심에서 일어난 X선 대폭발 현상을 폭발 직후부터 약 7개월 동안 정밀추적 관측해 높은 공간해상도의 자료를 얻었다. 이 정밀추적관측은 KaVA(한국우주전파관측망과 일본우주전파관측망의 공동관측망) 중 일본에 설치된 망원경인 전파망원경을 이용해 이뤄졌다.

활동은하는 은하 중심의 초거대블랙홀이 활발한 활동을 하여 그 주변에서 태양에너지의 1조배 이상의 에너지를 방출하는 은하를 말한다.

이번 연구는 한국천문연구원의 키노 모토키 선임연구원을 비롯해 야마구치대학 대학원 이공학연구과의 니이누마 코타로 교수, 일본우주항공연구개발기구의 도이 마사히로 조교, 일본 국립천문대의 하다 카즈히로 연구원과 나가이 히로시 교수, 막스플랑크 전파천문연구소의 코야마 쇼코 연구원의 공동연구로 진행됐다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr