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[블랙홀 첫 관측]천문연·서울대·연세대 등 국내 연구자 8명도 참여

2019년 04월 10일 23:17
이미지 확대하기최초의 블랙홀 영상. 사진제공 EHT
최초의 블랙홀 영상. 사진제공 EHT

10일 인류 사상 처음으로 블랙홀의 실제 모습이 공개됐다. 유럽남방천문대는 ‘사건의 지평선 망원경(EHT, Event Horizon Telescope)’을 통해 관측했던 블랙홀의 실제 이미지를 세계 7개국에 동시 생중계로 공개했다. EHT는 세계에 산재한 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 블랙홀의 영상을 포착하려는 국제협력 프로젝트이자 이 가상 망원경의 이름이기도 하다. 


최초로 공개된 거대은하 M87 중심부 초대질량 블랙홀은 104년 전 알베르트 아인슈타인이 제시한 일반상대성 이론을 증명하고 얼마전 타계한 세계적 물리학자 스티븐 호킹이 예측한 사건의 지평선을 직접 관측했다는데 의미가 있다. 


EHT는 아타카마 밀리미터 서브밀리미터 전파간섭계(ALMA), 아타카마 패스파인더(APEX), 유럽 국제전파천문학연구소(IRAM) 30미터 망원경, 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT), 대형 밀리미터 망원경(LMT), 서브밀리미터 집합체(SMA), 서브밀리미터 망원경(SMT), 남극 망원경(SPT)을 연결했다. 이를 통해 이전에 없던 높은 민감도와 분해능을 가진 지구 규모의 가상 망원경을 만들었다. 분해능은 망원경의 상이 얼마나 명확하고 뚜렷이 보이는 가를 나타내는 척도로 EHT는 파리의 카페에서 뉴욕에 있는 신문 글자를 읽을 수 있는 정도의 분해능을 가지고 있다.


EHT는 8개 망원경을 통해 2017년 4월 5일부터 14일까지 6개 대륙에서 관측을 진행했다. 그 후 독일 막스플랑크 전파천문학연구소(MPIfR)와 미국 매사추세츠공과대 헤이스택 관측소에 위치한 특화된 슈퍼컴퓨터를 활용해 EHT의 원본 데이터를 최종 영상으로 바꿨다.

 

이미지 확대하기 지난해 미국 하와이 JCMT에서 관측을 수행한 모리야마 코타로 일본 교토대 천문학부 연구원(왼쪽)과 손봉원 연구원. 뒤쪽으로 JCMT와 SMA가 보인다. 손봉원 제공
지난해 미국 하와이 JCMT에서 관측을 수행한 모리야마 코타로 일본 교토대 천문학부 연구원(왼쪽)과 손봉원 연구원. 뒤쪽으로 JCMT와 SMA가 보인다. 손봉원 제공

한국 연구팀도 인류 최초의 사건의 지평선 관측에 참여했다. 한국천문연구원, 과학기술연합대학원대학교, 서울대, 연세대 소속 한국 연구자 8명이 동아시아관측소(EAO) 산하 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)과 아타카마 밀리미터 서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)의 협력 구성원으로서 EHT 프로젝트에 참여했다. 


손봉원 천문연 전파천문본부 연구원은 “이번 결과는 아인슈타인의 일반상대성이론에 대한 궁극적인 증명이며, 그간 가정했던 블랙홀을 실제 관측해 연구하는 시대가 도래했음을 의미한다”며 “향후 EHT의 관측에 한국의 기여도는 더욱 높아질 것”이라고 말했다. 손 연구원 이외에도 김종수, 변도영, 이상성, 정태현, 조일제, 광야오 자오, 사스차 트리프 연구원이 EHT 공동연구진에 이름을 올렸다.


한국이 운영하는 한국우주전파관측망(KVN)과 동아시아우주전파관측망(EAVN)도 블랙홀을 직접 관측하지는 않았지만 EHT 연구에 활용됐다. 정태현 천문연 전파천문본부 연구원은 “사건의 지평선을 관측하고 관련 데이터를 처리 및 보정하는데 참여했다”며 “최종 영상화에도 함께 참여하는 등 한국 연구진도 이번 사건의 지평선 관측에 힘을 보탰다”고 말했다. 


이번 관측결과는 국제학술지 ‘천체물리학저널 레터스’ 10일 특별판에 발표됐다. 총 6편의 논문이 발표됐으며 EHT 공동 연구팀에는 아프리카, 아시아, 유럽, 북미와 남미로부터 모인 200명이 넘는 연구자들이 소속돼 있다. 

 

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