반지름이 3000만㎞에 달하는 ‘거대 블랙홀’이 태양 크기의 별을 빨아들이는 모습이 처음으로 관찰됐다. 이론으로만 예상됐던 현상이 실제 관측을 통해 입증되기는 처음이다. 연구에는 서울대와 한국천문연구원 소속 연구진 7명으로 구성된 한국을 비롯해 미국·이탈리아·영국·일본·우즈베키스탄 등 6개국 58명의 과학자가 참여했다.



교육과학기술부는 24일 “임명신 서울대 물리천문학부 교수가 이끄는 초기우주천체연구단과 천문연 전영범·성현일 박사 연구팀이 포함된 국제공동연구팀이 거대질량 블랙홀이 태양 크기의 별을 삼키면서 갑자기 밝아지는 순간을 포착했다.”고 밝혔다. 연구결과는 과학학술지 네이처 24일자에 게재됐다.



블랙홀은 중력이 매우 커 빛조차 빠져나오지 못하는 암흑공간으로 커다란 별이 중력을 이기지 못해 붕괴되는 단계에서 생성되는 것으로 알려졌다.

대부분의 은하 중심에는 질량이 태양의 100만배에서 수십억배에 달하는 거대 블랙홀이 위치한 것으로 추정된다. 1975년 이후 과학자들은 별이 거대질량 블랙홀에 다가가면 강한 중력 때문에 산산조각나 빨려 들어가는 것으로 예상했었다.

그러나 미 항공우주국(NASA)이 감마선 및 X선 관측을 위해 지난 2003년 궤도에 올린 스위프트 위성은 지난 3월 28일 용자리 방향의 한 은하 중심부에서 강력한 감마선 및 X선 폭발 현상과 함께 갑자기 밝아지는 빛을 잡았다. 천문학 역사의 새 장을 연 것이다. ‘스위프트(Swift) J1644+57’로 이름 지어진 해당 천체는 일반적인 감마선 방출이 수초에서 수백초간 지속되는 것과 달리 지속적으로 막대한 양의 감마선과 X선을 뿜어냈다.

지구에서 39억 광년(빛이 1년 동안 가는 거리) 떨어진 위치를 알리는 의미다. 따라서 실제 39억년 전에 일어난 것이다.

한국 연구진은 보현산 천문대 1.8m 망원경, 미국 애리조나주 레몬산 천문대 1m 망원경, 미국 하와이 유커트 4m 적외선 망원경, 우즈베키스탄 마이다낙 천문대 1.5m 망원경 등 5개의 망원경을 사용해 가시광선과 근적외선 자료를 분석하는 역할을 맡았다.

공동연구진이 관측 자료를 종합한 결과 연구진은 블랙홀의 강한 중력 때문에 별이 파괴돼 블랙홀로 흡수되면서 플라스마 입자로 구성된 강한 광선다발이 뿜어져 나오고 있다는 사실을 확인했다. 블랙홀의 별 흡수 과정에서 강한 광선다발이 나온다는 것은 이론적으로도 예측하지 못한 새로운 발견이다.

임 교수는 “지금도 현상이 계속되고 있는 만큼 지속적으로 관찰해 알려진 것이 거의 없는 블랙홀의 실체에 좀 더 다가서고 싶다.”고 말했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr