[헤럴드경제=이정아 기자] 초대형 블랙홀로 물질이 유입되면 플라즈마로 구성된 제트를 만들어냅니다. 전파제트입니다. 블랙홀은 직접 관측되지 않지만, 블랙홀 근처에서 발생하는 제트가 전파 대역에서 관측이 잘 되기 때문에 전파제트라고 불리죠. 이 제트의 생성 매커니즘은 천체물리학의 대표적인 난제 가운데 하나입니다.

기존 이론에 따르면 전파제트 기저부의 제트 발생위치는 고정돼 있다고 알려져 있었습니다. 그런데 이 부분이 흔들리는 현상이 세계 최초로 발견됐습니다. 전파제트의 발생위치가 변동될 수 있다는 해석이 가능해진 건데요. 초대형 블랙홀의 이 현상은 초대형 블랙홀의 제트 발생과정을 이해하는 중요한 실마리가 될 것으로 기대됩니다.

플라즈마 구름들의 속도에 따라 이들이 충돌하여 밝게 빛나는 지점이 달라 움직이는 것으로 보이게 된다. [지구 영상 제공: 일본 기상청 홈페이지, 그 외: 야마구치 대학]

이번에 확인한 기저부의 흔들림 현상으로 두 가지 분석이 가능합니다. 먼저 플라즈마 구름의 속도가 생각한 것보다 더 빠르다는 것이죠. 또 전파제트의 기저부가 은하중심의 초대형 블랙홀로부터 30광년 이상 떨어져 형성될 수도 있습니다. 이는 전파제트가 플라즈마 구름간의 충돌로 밝게 빛나는 것이라는 이론으로 설명됩니다.

이번 연구는 한국천문연구원의 키노 모토키 선임연구원을 비롯하여 야마구치대학 대학원 이공학연구과의 니이누마 코타로 교수, 일본우주항공연구개발기구의 도이 마사히로 조교, 일본 국립천문대의 하다 카즈히로 연구원과 나가이 히로시 교수, 막스플랑크 전파천문연구소의 코야마 쇼코 연구원의 공동연구로 진행됐습니다. 

X선 대폭발현상 후 7개월간 정밀 관측한 Mrk421의 제트 기저부의 위치 변화. 관측 시작 약 한 달이 경과한 후 제트의 기저부가 위치가 움직이기 시작해 다시 제자리로 돌아오는 것이 보인다. 0을 기준으로 +2~-2까지가 시선방향의 거리 변화를 나타낸다. 움직임의 크기는 최대 천만분의 1.4도(약 30광년)에 달한다. [제공=야마구치 대학]

공동연구팀은 지구에서 약 4.3억 광년 떨어진 활동은하인 마카리안 421의 중심에서 일어난 X선 대폭발 현상 폭발 직후부터 약 7개월간 정밀하게 추적 관측해 공간해상도가 높은 자료를 얻었습니다. 한국우주전파관측망(KVN)과 일본우주전파관측망(VERA)의 공동관측망인 KaVA 중 일본에 설치된 망원경인 VERA 전파망원경을 이용해 관측됐습니다.

이번 연구결과는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal Letters) 7월호에 소개됐습니다.

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