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거대질량 블랙홀이 별을 삼키는 순간을 포착하다
- 우리 관측시설 이용한 쾌거..":블랙홀 존재에 대한 새로운 증거 찾아내" -
□ 국내 연구진 7명을 포함한 국제공동연구팀이 거대질량 블랙홀*이 별을 삼키면서 갑자기 밝아지는 순간을 포착하였다.
* 거대질량 블랙홀 (Supermassive Black Hole) : 태양보다 백만에서 10억 배 더 무거운 블랙홀로 우리은하의 중심부는 물론 대부분 은하들의 중심부에 위치하고 있다고 믿어지고 있다.
○ 이번 연구는 미항공우주국(NASA)를 비롯한 대한민국, 이탈리아, 영국, 일본, 대만 등 6개국 58명이 참여한 국제공동연구팀에 의해 수행되었고, 국내에서는 서울대학교 임명신 교수가 이끄는 초기우주천체연구단 5명과 한국천문연구원 전영범, 성현일 박사가 참여하였다.
○ 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지인 네이처(Nature)지 8월 25일자에 개제되었다.
(논문명 : Relativistic jet activity from the tidal disruption of a star by a massive black hole)
○ 특히 보현산 천문대 1.8m 반사망원경(경북 영천시 위치)을 비롯한 국내 연구기관의 여러 관측시설들이 연구 결과 도출에 큰 기여를 하였다.
□ 연구팀은 별이 거대질량 블랙홀에 가까이 다가갔을 때 일어나는 현상을 발견하고 그 원리를 규명하였다.
○ 대부분 천문학자들은 은하 중심부에 거대질량 블랙홀이 존재하는데, 별이 블랙홀에 가까이 가면 블랙홀의 강한 중력으로 산산조각 나며, 그 잔해가 블랙홀로 떨어지는 과정에서 밝은 빛을 낸다고 이론적으로 예측하였다. 그러나, 지금까지 그 순간을 실제 관측하지 못해 거대질량 블랙홀 연구의 풀리지 않는 수수께끼로 남아 있었다.
○ 연구팀은 미국 NASA의 스위프트 위성을 이용하여 지난 3월 28일 38억 광년 떨어진 곳에 있는 평범한 은하의 중심부가 갑자기 밝아지는 현상을 발견하였고, 이 천체를 'Swift J1644+57'로 명명하였다.
○ 연구팀은 Swift J1644+57의 밝기가 시시각각 변하는 모양을 분석한 결과, 이 현상은 은하 중심부에 위치한 거대질량 블랙홀의 강한 중력으로 산산 조각난 별의 잔해가 블랙홀로 떨어질 때, 블랙홀에서 강한 광선다발이 특정방향으로 뿜어져 나오는 것임을 밝혀냈다.
□ 특히 이번 연구에 사용된 가시광선, 근 적외선, X선, 감마선, 전파 등 5종 관측자료 중에서 가시광선과 근 적외선 자료의 대부분을 국내 연구진이 국내 연구시설로 획득, 분석하여 연구에 기여하였다
○ 우리 연구진이 사용한 망원경은 △한국천문연구원의 보현산 천문대 1.8m 망원경 △레몬산 천문대 1m 망원경 (미국 애리조나주 소재) △서울대 초기우주천체연구단의 주요 관측시설인 유커트(UKIRT) 4 m 적외선 망원경 (미국 하와이 소재) △ 우즈베키스탄 마이다낙 천문대 1.5m 망원경이다.
○ 특히 한국천문연구원이 개발하여 보현산 1.8m 망원경에 설치한 근 적외선 카메라(KASINICS : KASI Near Infrared Camera System)를 통해 관측이 쉽지 않은 근 적외선 영역의 자료를 획득할 수 있었고, 이 자료는 Swift J1644+57의 분석에도 핵심적으로 활용되었다.
□ 임명신 교수는 "이론적으로만 예측된 현상을 직접 관측함으로써 거대질량 블랙홀의 존재에 대한 새로운 증거를 제시하였을 뿐만 아니라, 별이 산산조각 나면서 블랙홀로 떨어질 때 강한 광선다발이 발사된다는 새로운 사실도 밝혀냈다"고 연구의의를 밝혔다.
□ 한편, 우리은하 중심부에도 이번에 발견된 Swift J1644+57과 비슷한 크기인 태양질량의 460만 배인 거대질량 블랙홀이 존재한다.
○ 우리은하 중심부에 위치한 이 거대질량 블랙홀에 별이 떨어져 Swift J1644+57에서 관측된 것과 같은 강한 광선이 지구를 강타할 경우, 지구 상층대기가 증발하고 지상으로 유해한 방사선이 직접 내려쬐는 불상사가 일어날 수 있다.
○ 앞으로 Swift J1644+57과 유사한 천체들을 많이 발견하고 지속적으로 연구한다면 거대질량 블랙홀의 연구뿐만 아니라, 그것이 지구에 미치는 영향에 대해서도 구체적으로 예측할 수 있을 것으로 기대된다.
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