블랙홀의 제트 분사를 촬영한 사상 최고 해상도의 이미지

강한 중력으로 물질과 빛을 빨아들이는 블랙홀은 한편으로 제트 분사를 하는 것으로도 알려져 있습니다. 왜 블랙홀이 제트 분사를 하는 것인지에 대한 이유와 원인은 확실하지는 않지만 새로운 연구에서 이 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 가능성이 있는 '제트 분사를 촬영한 사상 최고 해상도의 이미지'가 공개되었습니다.

Event Horizon Telescope observations of the jet launching and collimation in Centaurus A | Nature Astronomy
https://www.nature.com/articles/s41550-021-01417-w

Look: Scientists imaged an intensely powerful force coming from a black hole
https://www.inverse.com/science/scientists-image-black-hole-jets

Look: Scientists imaged an intensely powerful force coming from a black hole

새로 발표된 이미지는 막스플랑크전파천문학연구소의 물리학자 Michael Janssen 씨가 이끄는 연구팀에 의해 이벤트 호라이즌 망원경(EHT)을 사용하여 촬영되었습니다. EHT는 2019년 세계 최초로 이론적인 존재였던 블랙홀의 모습을 촬영에 성공해 유명해졌습니다. 이번 연구팀은 지구에서 12만 광년 떨어져 있는 은하 '센타우루스자리 A'의 중심에 있는 블랙홀을 자세히 관찰했습니다. 센타우루스자리 A는 그 중심에 태양의 5500만 배 질량을 가진 블랙홀이 존재하며 강력한 플라즈마 제트를 분사하는 것으로 알려져 있습니다.

다음이 실제로 얻은 이미지. 밝은 빛이 원뿔처럼 뻗어있는 것을 알 수 있습니다.

블랙홀은 한 방향으로 제트를 분사하고 그 정반대 방향으로 카운터가 되는 제트를 분사합니다. 카운터 제트 분사는 지구로부터 멀어지는 방향으로 늘어나기 때문에 이미지로는 파악하기 어렵다고 합니다.

다음은 2019년에 사상 처음으로 촬영된 블랙홀의 이미지. 태양의 65억 배의 질량을 갖는다는 블랙홀이 존재하는 은하 'M87'이 피사체였습니다.

연구팀에 따르면 M87과 센타우루스 A는 질량이 크게 다르지만 제트 모양 및 기타 특성은 거의 동일하다는 것. 블랙홀의 성장과 함께 제트도 커지는 것으로 연구팀은 보고 있습니다.

블랙홀은 '태양질량의 5 ~ 10배의 항성블랙홀'과 '태양질량의 수백만 배에서 수십억 배인 초거대질량 블랙홀'이라는 2종류가 있습니다. 블랙홀은 주위의 물체를 흡입하여 성장하고 있습니다만, 이 때 고온의 가스와 먼지가 블랙홀의 중심에 떨어지면 그것이 제트 또는 짧은 빔의 형태로 블랙홀을 둘러싼 사건지평선에서 발사됩니다.

이 제트는 때때로 은하의 바깥에 도달하고 거의 광속으로 이동하게 되는데, 그 분출과정은 현시점에서는 명확하지 않습니다. 다만 이번 연구에 관여하지 않는 매사추세츠의 Matteo Lucchini 씨를 비롯한 연구팀은 그 과정에 '자기장'이 관계하고 있다고 추정합니다. Lucchini 씨는 이 가설을 뒷받침하기 위해 이번 연구에서 촬영된 이미지를 사용하여 블랙홀의 물리적 상태를 재현하는 컴퓨터 모델을 만들 예정이라고 합니다.