[정의]

경상북도 영천시에 있는 보현산 천문대에 설치된 근적외선 카메라 카시닉스(KASINICS)에 의해 포착된 거대질량 블랙홀이 별을 삼키는 현상.

[개설]

거대질량 블랙홀이란 태양보다 100만~10억 배 이상 더 무거운 블랙홀을 가리킨다. 보통 은하 중심부에는 거대질량 블랙홀이 존재하는데, 별이 블랙홀에 가까이 가면 강한 중력으로 산산조각이 난다.

대부분의 천문학자들은 산산조각 난 잔해가 블랙홀로 떨어지는 과정에서 밝은 빛을 낸다고 이론적으로 예측하고 있으나, 지금까지 그 순간을 실제로 관측하지 못해 풀리지 않는 수수께끼로 남아 있었다.

2011년 3월 28일 연구팀은 미국 미항공우주국[NASA]의 스위프트 위성을 이용하여 39억 광년 떨어진 곳에 있는 평범한 은하의 중심부가 갑자기 밝아지는 현상을 발견했고, 이 천체[우주를 형성하고 있는 태양·행성·위성·달·혜성 등의 총칭]를 ‘Swift J1644+57’이라고 명명했다.

Swift J1644+57의 밝기가 시시각각 변하는 모양을 분석한 결과, 이 현상은 은하 중심부에 위치한 거대질량 블랙홀의 강한 중력으로 산산조각 난 별의 잔해가 블랙홀로 떨어질 때 블랙홀에서 강한 광선다발이 특정 방향으로 뿜어져 나오는 것임을 밝혀냈다. 이 과정에서 한국천문연구원 보현산 천문대의 1.8m 광학망원경은 근적외선 관측장비인 카시닉스[KASINICS: KASI Near Infrared Camera System]로 적외선 영역의 중요한 관측을 담당하게 되었다.

[경과]

이번 연구는 미항공우주국[NASA]을 비롯하여 한국·이탈리아·영국·일본·대만 등 6개국 58명이 참여한 국제공동연구팀에 의해 수행됐다. 한국에서는 임명신 서울대학교 교수가 이끄는 초기우주천체연구단 5명과 한국천문연구원 박사 전영범과 성현일이 참여했으며, 보현산 천문대 1.8미터 반사망원경을 비롯 국내 연구기관의 여러 관측시설이 기여했다.

우리 연구진이 사용한 망원경은 한국 천문 연구원의 보현산 천문대 1.8m 망원경과 레몬산 천문대 1m 망원경[미국 애리조나주 소재], 서울대 초기 우주 천체 연구단의 주요 관측 시설인 유커트(UKIRT) 4m 적외선 망원경[미국 하와이 소재]과 우즈베키스탄 마이다낙 천문대 1.5m 망원경이다.

특히 이번 연구에 사용된 가시광선·근적외선·X선·감마선·전파 등 5종 관측 자료 중에서 가시광선과 근적외선 자료의 대부분을 국내 연구진이 국내 연구시설로 획득·분석하여 연구에 기여했다.

[결과]

이번 연구 결과는 세계 최고 권위의 학술지인 『NATURE』 2011년 8월 25일자에 게재됐다.

[의의와 평가]

임명신 교수는 “이론적으로만 예측된 현상을 직접 관측함으로써 거대질량 블랙홀의 존재에 대한 새로운 증거를 제시했다”며 “별이 산산조각나면서 블랙홀로 떨어질 때 강한 광선다발이 발사된다는 새로운 사실도 밝혀냈다”고 연구 의의를 밝혔다.

우리 은하 중심부에도 이번에 발견된 Swift J1644+57과 비슷한 크기인 태양질량의 460만 배인 거대질량 블랙홀이 존재한다. 우리 은하 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.