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국제 공동 연구 프로젝트인 사건지평선망원경(EHT) 연구진이 M87의 초대질량 블랙홀의 그림자와 빛의 고리 구조를 다시 관측하고, 새로운 특성을 밝혀냈다.
김재영 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 교수와 박종호 경희대 우주과학과 교수, 한국천문연구원을 포함한 사건지평선망원경(EHT) 국제 공동 연구진은 2017년 이후 4년에 걸쳐 찍은 M87 은하 중심의 초대질량 블랙홀의 자기장 패턴이 뒤집힌 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학(Astronom cd금리조회 y & Astrophysics)’에 16일 게재됐다.
EHT는 전 세계 곳곳에 흩어진 전파망원경을 연결해 만든 지구 크기의 가상 망원경으로, 블랙홀의 영상을 포착하는 국제협력 프로젝트의 핵심이다. 사건지평선은 블랙홀 안팎을 가르는 경계를 뜻한다. EHT 연구진은 2017년 이후 2018, 2021, 2022, 2024, 2025년까지 관측 대학생 생활비 대출 을 이어왔다.
이번에 관측한 블랙홀은 지구에서 약 5500만 광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 처녀자리 은하단의 거대 타원 은하 M87의 초대 질량 블랙홀이다. 태양 질량의 60억 배가 넘는다.
연구진은 2021년 M87 블랙홀 데이터를 분석해 중심부 그림자와 고리 모양은 그대로지만, 부동산 복비 계산 자기장의 방향을 보여주는 빛의 편광 패턴이 크게 달라졌다는 점을 밝혔다. 2017년 영상과 비교하면 편광 방향이 정반대였다.
연구진은 M87 블랙홀 근처 자기장이 구조적으로 바뀌었거나, 플라스마와 같은 물질이 영향을 미쳤을 가능성을 제시했다. 사건지평선 부근의 자기장과 물질이 예측보다 훨씬 역동적이며, 복잡한 운동을 한다는 증거다.
대신저축은행인터넷뱅킹 박종호 교수는 “2017년에서 2021년 사이 편광 패턴이 완전히 반대 방향으로 바뀐 건 전혀 예상하지 못한 일이었다”며 “기존 모델에 큰 도전이자, 사건의 지평선 근처에 대해 우리가 아직 모르는 것이 많다는 점을 보여준다”고 했다.
EHT 연구단 과학위원회 멤버로 연구 목표를 설정하고, 데이터 분석에도 직접 참여한 김재영 이자율계산법 교수는 “사건지평선 주변에서는 고온, 고압 플라스마가 순식간에 블랙홀로 떨어지거나 분출된다”며 “이 흐름이 주변을 휘저어 편광 변화를 만든 것 같다. 이 현상을 이해하려면 기존 모델을 넘어서는 더 정밀한 연구가 필요하다”고 밝혔다.
또 연구진은 초거대 블랙홀에서 거의 빛의 속도로 나오는 초고속 입자 빔인 ‘제트’의 시작점 신호를 포착했다. M87의 제트는 은하의 별 형성과 에너지 분포에 영향을 주며, 우주 진화 과정에서 중요한 역할을 한다.
오는 2026년 EHT 연구진은 세계 최초로 블랙홀 동영상을 찍기 위해 약 3개월간 주 2회씩 M87을 촬영할 계획으로, 이 프로젝트에는 한국우주전파관측망(KVN)도 참여한다. 연간 1장 수준으로 얻었던 블랙홀 이미지를 내년에는 2주당 1장 수준으로 포착할 예정이다.
김 교수는 “매년 망원경 확충과 장비 업그레이드, 새로운 알고리즘으로 계속 발전하고 있다”며 “앞으로는 우주와 지상, 지상과 월면 전파망원경을 연결해 더 먼 블랙홀의 영상화에 나설 것”이라고 덧붙였다.
참고 자료
Astronomy & Astrophysics(2025), DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202555855
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