‘M87 블랙홀’ 1년 간의 고리변화 모습 공개

한국인 참여 국제공동연구진
고리 구조의 밝기 변화 분석
고리 모양·그림자 거의 일치
“아인슈타인 이론 입증됐다”

2018년 4월 관측한 M87 블랙홀 이미지가 공개됐다. 2017년 인류 역사상 최초로 포착해 2019년에 발표한 M87 블랙홀의 1년 뒤 모습이다.

18일 한국천문연구원에 따르면 한국 연구진이 참여한 국제공동연구진은 사건의지평선 망원경(EHT)으로 M87 블랙홀의 그림자와 빛의 고리 구조를 2018년 또다시 포착했다.

M87 블랙홀의 2017년 4월 이미지(왼쪽)와 2018년 4월 이미지. 한국천문연구원 제공

블랙홀 그림자로 불리는 가운데 검은 부분과 블랙홀 중력에 의해 휘어진 빛의 고리 모양은 거의 일치한다. 고리에서 가장 밝은 부분의 위치만 바뀌었다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 블랙홀 고리 구조의 크기는 시간 흐름에 따라 일정하게 관측될 것으로 예상된다. 고리 구조의 밝기 분포는 블랙홀 주변 플라스마에 존재하는 난류 등으로 인해 변할 수 있다. 2017년 모습이 일반 상대성 이론에 의해 예측된 구조라면 다시 관측했을 때 크기 변화는 없어야 한다. 2018년 이미지로 이것이 증명됐다.

국제공동연구 총괄 책임자인 대만중앙연구원 천문천체물리연구소의 게이치 아사다 박사는 “과학 연구에서 가장 중요한 가치 중 하나가 관측 결과의 재현성”이라며 “블랙홀 그림자의 존재를 새로운 관측을 통해 확인했다는 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 확실하게 입증하는 중요한 결과”라고 설명했다.

국제공동연구진은 지속적인 M87 관측과 후속 연구를 통해 고리 구조의 밝기 변화를 분석해 블랙홀 주변 물질의 유입 및 방출 과정에 대한 실마리를 찾을 계획이다. 올해부터 천문연이 운영하는 한국우주전파관측망도 관측에 참여해 블랙홀 연구에 기여하게 된다.

박종호 경희대 우주과학과 교수는 “이번 결과는 최초의 M87 블랙홀 이미지를 다시 한 번 검증했을 뿐만 아니라, 1년이라는 짧은 시간 동안 변하는 고리의 모습을 포착했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “지속적인 블랙홀 관측의 중요성을 보여 준다”고 말했다.

이진경 기자 [e-mail]