블랙홀 '제트현상' 세계 첫 관측

천문연 김정숙·김순욱 연구팀, 분출시점 예측 성과

▲ 블랙홀은 주변의 동반성(파란색 별)의 물질을 끌어당기고 이중 일부는 주변에 원반을 현성하는데 이 물질이 어느 한계에 도달하면 수직 방향의 제트 분출이 일어난다.

국내 연구진이 블랙홀에서 간헐적으로 물질을 방출하는 '블랙홀 제트' 현상을 세계 처음으로 관측하는 데 성공했다.

한국천문연구원(원장 박필호)은 김정숙·김순욱 연구팀은 블랙홀 이중성(쌍성)인 '백조자리 X-3'을 관측해 블랙홀 제트에 관한 이론을 증명하는 관측에 성공했다고 20일 밝혔다. 이 같은 관측은 세계 최초이며 연구결과와 논문이 20일 자 '천체물리학 저널'(Astrophysical Journal)에 게재됐다.

그동안 학계에서는 이 제트 현상이 언제 발생하는지 추측은 하고 있었지만, 짧은 순간이이어서 관측하기 어려웠다.

김정숙·김순욱 연구팀은 한국천문연구원의 KVN 우주전파관측망과 일본 국립천문대의 VERA 우주전파관측망 통해 관측한 X-선의 에너지 변화를 분석, 블랙홀 제트의 분출 순간 관측에 성공했다.

블랙홀 제트의 분출은 간헐적이고, 변화 순간이 몇 시간 또는 며칠 동안으로 짧기 때문에 실제 관측이 어려운 상황이었다. 하지만, 천문연 연구진은 블랙홀 제트의 분출 시점을 이론적으로 예측하고 1~2년의 분출 주기 중에서 3시간에 불과한 백조자리 X-3의 제트 분출이 시작되는 순간을 관측하는 데 성공한 것이다.

김정숙 박사는 “블랙홀에서 이번에 관측한 것과 같은 제트분출이 일어나는 것은 보통 1~2년 사이에 며칠 정도이어서 4년간 수차례 실패했었다. 포기하지 않고 계속 시도해 마침내 관측에 성공하고 논문이 나오게 되어 매우 기쁘다” 고 말했다.

또한 김순욱 박사는 “현재 상대론적인 제트 발생 과정에는 여전히 설명되지 않은 수많은 의문이 남아있어서 차례차례 그 수수께끼들을 풀어갈 예정이다”라고 포부를 밝혔다.

이 논문의 제1저자인 김정숙 연구원은 김순욱 연구원과 함께 지난 4월 천체물리학 저널에 별 탄생의 최신이론을 최초로 증명하는 논문을 게재하기도 했다.

권은남 기자