한국천문연구원은 “우리은하 중심에 위치해 지구에서 가장 가까운 초대질량 블랙홀로 알려진 궁수자리 A 블랙홀(Sgr A)의 구조가 원형”이라고 밝혔다.

한국천문연구원은 블랙홀 원형 구조에 대해 “한국천문연구원이 참여하는 국제 공동 연구팀이 한국우주전파관측망(KVN)을 중심으로 한 동아시아 VLBI 관측망(EAVN)의 7mm와 13mm 파장대 관측을 통해 발견했다”고 전했다.

이어 “궁수자리 A 블랙홀은 지구에 가까운 초대질량 블랙홀”이라며 “블랙홀 주변에서 일어나는 현상을 연구하는 데 최적의 대상”이라고 덧붙였다.

이번 연구는 지구상 여러 전파망원경을 연결하는 초장거리 전파간섭계(VLBI) 기술을 사용해 망원경 사이의 거리만큼 큰 구경을 가진 가상의 망원경을 만들어 진행했다.

궁수자리 A 초대질량 블랙홀은 지난해 3월 사건지평선망원경(EHT) 국제 공동 연구팀이 공개한 M87 은하 중심 블랙홀과 비교하면 1500분의 1에 불과할 정도로 가볍고 작지만, 2000분의 1 정도로 가까워 유력한 관측 대상이었다.

하지만, 우리 은하 중심의 가스 구름 등에 의한 빛의 산란으로 관측이 어려웠다. 이것을 최신 산란 모델 연구 결과를 적용하여 궁수자리 A 블랙홀의 구조를 확인한 것이다.

한국천문연구원은 “동아시아 VLBI 관측망은 KVN 3기를 포함해 총 21개의 전파망원경으로 구성되어 있다”라며 “이번 연구에는 1.3cm 파장대 관측에 10기, 7mm 파장의 관측에 8기의 전파망원경이 참여했다. KVN 3기는 두 파장 관측에 모두 참여했다”고 밝혔다.

한국천문연구원은 궁수자리 A 블랙홀이 원 모양으로 보이는 것과 관련하여 “블랙홀이 주변 기체들을 중력으로 끌어들이며 형성되는 부착흐름의 회전축이 우리 태양계를 향하고 있음을 암시한다”고 밝혔다.

또한, 이번에 관측한 블랙홀 크기에 대해 “블랙홀 주변의 부착흐름이 광속에 가까운 속도로 가속된 전자와 자기장을 가지고 있음을 뜻한다”라고 설명했다.

이어 “궁수자리 A 블랙홀의 전파 방출 기원에 대한 부착 흐름과 제트 중 어느 쪽인지에 대한 오랜 논쟁이 진행 중”이라며 이번 연구가 부착흐름 모델 예측을 개선하는 데 기여했다고 덧붙였다.

한국천문연구원은 “제트 기원설도 여전히 배제할 수 없다”고 밝히며 “확실한 전파 방출 기원을 규명하기 위해서는 사건지평선망원경과 같은 더 짧은 파장을 이용한 연구가 진행되어야 할 것”이라고 전했다.

이번 연구 논문의 제1 저자인 조일제 박사는 “궁수자리 A 블랙홀은 사상 최초로 관측한 M87 블랙홀보다 거리가 훨씬 가까이 있지만, 산란을 일으키는 가스구름에 둘러싸여 있어 관측이 더 힘든 천체”라며 “동아시아 VLBI 관측망 관측을 통해 산란 효과를 교정해 우리에게 가까운 블랙홀의 본 모습을 보게 됐다”고 말했다.

이번 연구 결과는 2월 22일 자 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 ‘The Intrinsic Structure of Sagittarius A* at 1.3cm and 7mm’라는 제목으로 게재됐다.