거대질량 블랙홀이 별 삼키는 순간 포착했다

[이데일리 신혜리 기자] 국내 연구진을 포함한 국제 연구진이 거대질량 `블랙홀`이 별을 삼키면서 갑자기 밝아지는 순간을 포착했다고 교과부가 25일 밝혔다.

거대질량 블랙홀이란 태양보다 100만에서 10억배 더 무거운 블랙홀이다. 우리은하의 중심부는 물론 대부분 은하들의 중심부에 위치하고 있다고 추정되고 있다.

▲ 지상망원경을 이용하여 포착한 Swift J1644+57의 모습

이번 연구는 미항공우주국(NASA)을 비롯한 한국, 이탈리아, 영국, 일본, 대만 등 6개국 58명이 참여한 국제공동연구팀에 의해 수행됐다.
 
한국에서는 임명신 서울대학교 교수가 이끄는 초기우주천체연구단 5명과 전영범, 성현일 한국천문연구원 박사가 참여했다.
 
또한 보현산천문대 1.8미터 반사망원경(경북 영천시 위치)을 비롯 국내 연구기관의 여러 관측시설이 연구에 기여했다.

보통 은하 중심부에 거대질량 블랙홀이 존재하는데, 별이 블랙홀에 가까이 가면 블랙홀의 강한 중력으로 산산조각이 난다. 대부분의 천문학자들은 그 잔해가 블랙홀로 떨어지는 과정에서 밝은 빛을 낸다고 이론적으로 예측하고 있으나, 지금까지 그 순간을 실제 관측하지 못해 풀리지 않는 수수께끼로 남았다.

연구팀은 미국 NASA의 스위프트 위성을 이용해 지난 3월 28일 39억 광년 떨어진 곳에 있는 평범한 은하의 중심부가 갑자기 밝아지는 현상을 발견했고, 이 천체(우주를 형성하고 있는 태양·행성·위성·달·혜성 등의 총칭)를 `Swift J1644+57`로 명명했다.

Swift J1644+57의 밝기가 시시각각 변하는 모양을 분석한 결과, 이 현상은 은하 중심부에 위치한 거대질량 블랙홀의 강한 중력으로 산산조각난 별의 잔해가 블랙홀로 떨어질 때 블랙홀에서 강한 광선다발이 특정방향으로 뿜어져 나오는 것임을 밝혀냈다.

특히 이번 연구에 사용된 가시광선, 근적외선, X선, 감마선, 전파 등 5종 관측자료 중에서 가시광선과 근적외선 자료의 대부분을 국내 연구진이 국내 연구시설로 획득·분석해 연구에 기여했다는 평가다.

임명신 교수는 "이론적으로만 예측된 현상을 직접 관측함으로써 거대질량 블랙홀의 존재에 대한 새로운 증거를 제시했다"며 "별이 산산조각나면서 블랙홀로 떨어질 때 강한 광선다발이 발사된다는 새로운 사실도 밝혀냈다"고 연구의의를 밝혔다.

한편, 한국 연구진은 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원을 받아 이번 연구를 수행했다. 이번 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지인 네이처지 8월 25일자에 게재됐다.