EHT 연구팀이 인류가 직접 관측한 블랙홀의 모습을 처음으로 공개했다. EHT 연구팀 제공

블랙홀이 사상 처음으로 인류에게 모습을 드러냈다. 블랙홀은 엄청나게 강한 중력으로 어떤 물체든 흡수해 버리는 별. 빠른 빛조차도 블랙홀을 피해갈 수 없다. 

세계 연구 기관 20여 곳이 참여한 국제 공동 프로젝트 ‘사건 지평선 망원경(EHT)’ 연구팀은 10일(현지시간) 벨기에 브뤼셀 등에서 인류가 직접 관찰한 블랙홀의 모습을 사상 처음으로 공개했다. 

연구팀은 지구에서 빛의 속도로 5500만 년 이동해야 도착할 수 있는 거리에 있는 거대한 은하 M87 중심부에서 지난 2017년 4월부터 9일 간 블랙홀을 관찰한 뒤 2년간 분석을 거쳐 이번에 공개했다. 이 블랙홀의 질량은 태양의 약 65억 배에 이른다.

EHT 연구팀이 공개한 영상 속 블랙홀은 지름 400억㎞의 노란 고리 모양의 구조 안쪽에 위치해 있는 것으로 관측됐다. 칠흑같이 어두운 이 공간은 ‘블랙홀의 그림자’라고 불린다. 노란 고리는 블랙홀이 아니라 그 주변을 엄청난 속도로 회전하고 있는 물질에서 나온 빛이다. 구조 안쪽에 있는 블랙홀의 지름은 약 150억㎞로 추정됐다. 

그동안 이론적으로만 존재를 추정했던 블랙홀의 모습과 크기, 질량 등이 실제 관측되면서 1915년 발표된 아인슈타인의 일반 상대성이론이 입증됐다. 아인슈타인은 천체가 너무 무거우면 자체 중력에 스스로 급격하게 수축한다고 주장했다. 

블랙홀 관측을 위해 전 세계 곳곳에 흩어진 8대의 전파망원경이 총동원됐다. 블랙홀이 물질을 빨아들일 때 방출되는 막대한 에너지 흐름을 촬영해 블랙홀 윤곽을 파악한 것. 연구팀은 파장이 1.3mm 수준인 전파를 이용해 스페인, 미국, 남극, 칠레 등에 있는 망원경을 동시에 가동했다. 큰 망원경을 쓴 것 같은 효과를 내어 블랙홀을 관측한 것. EHT 연구팀은 “정밀도가 (프랑스) 파리의 카페에 앉아 (미국) 뉴욕의 신문 글자를 읽을 수 있는 정도”라고 설명했다. 

[한 뼘 더] 블랙홀, 맨 눈으론 못 봐요

블랙홀은 맨 눈으로는 관찰할 수 없다고 알려졌습니다. 블랙홀이 빛을 포함한 모든 전자기복사(파장이 짧은 감마선부터 긴 라디오파까지 포함하는 에너지)를 흡수하기 때문이지요. 

이에 연구팀은 블랙홀 경계지역을 중심으로 블랙홀의 모습을 관측했습니다. 블랙홀의 강한 중력은 블랙홀 외곽 경계선을 지나는 빛을 휘게 만드는데, 이때 블랙홀의 윤곽이 드러난다는 점에 주목한 것이지요.  

▶어린이동아 장진희 기자 cjh0629@donga.com

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