천문학자들은 블랙홀 회전의 직접적인 증거를 최초로 발견했습니다.

9월 27일 영국 '가디언(Guardian)' 웹사이트에 게재된 보고서에 따르면 천문학자들은 처음으로 블랙홀의 회전에 대한 직접적인 증거를 포착해 우주에서 가장 신비한 천체에 대한 새로운 통찰력을 제공했다. 보도에 따르면 이번 관측의 초점은 이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope)이 포착한 그림자인 은하 '메시에 87(Mesier 87)'의 중심에 있는 초대질량 블랙홀이다. 많은 초대질량 블랙홀과 마찬가지로 메시에 87도 거의 빛의 속도로 극지방에서 성간 공간으로 강력한 제트를 발사합니다.

과학자들은 블랙홀의 회전이 이러한 우주 제트에 힘을 실어줄 것이라고 예측했지만 직접적인 증거는 찾지 못했습니다.

이번 연구의 공동 저자인 일본 국립천문대 하네다 가즈히로(Kazuhiro Haneda)는 "이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope)으로 이 은하계의 블랙홀 사진을 성공적으로 촬영한 후, 블랙홀이 회전하는지 여부는 항상 과학자들의 핵심 관심이었습니다. 이제 기대가 확실해졌습니다. 이 거대한 블랙홀은 실제로 회전하고 있습니다."라고 말했습니다.

메시에 87(Messier 87)은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있으며 태양보다 65억 배 큰 블랙홀을 갖고 있다. 블랙홀 외부에는 이 우주의 "싱크홀" 가장자리를 중심으로 회전하는 가스와 먼지로 구성된 강착 원반이 있습니다. 이 물질 중 일부는 블랙홀에 빠져 영원히 사라질 운명입니다. 그러나 빛의 속도의 99.99%를 초과하는 속도로 블랙홀 극에서 작은 부분이 방출됩니다.

이론적 모델은 이러한 현상이 블랙홀의 회전으로 인해 발생한다고 제안합니다. 과학자들은 강착원반의 대전입자가 강한 자기장을 생성하고, 이것이 블랙홀이 회전할 때 자기장도 함께 끌어당긴다고 믿습니다. 이는 궁극적으로 자기장이 입자를 가속시키고 제트의 블랙홀을 탈출하여 그 과정에서 블랙홀의 회전에서 에너지를 빨아들이는 결과를 낳습니다.

최근 네이처지에 발표된 연구 결과는 2000년부터 2022년까지 전 세계 전파망원경 네트워크를 통해 '메시에 87'을 관측한 결과를 인용한 것이다. 관측 결과에 따르면 블랙홀 가장자리 중심점 주위를 세차운동하는 제트(세차운동은 원래 물리학 용어로, 회전하는 물체가 외부 힘의 영향을 받아 회전축이 특정 중심을 중심으로 회전하는 현상을 말한다. 본 신문 참고)가 11년 주기로 반복적으로 나타나는 것으로 나타났다. 이는 블랙홀의 회전축과 강착원반 사이의 정렬이 잘못되어 제트가 꼭대기처럼 흔들리는 것을 의미합니다.

이번 연구의 저자들은 "이 세차운동의 발견은 메시에 87 은하계의 초대질량 블랙홀이 실제로 회전하고 있다는 명확한 증거를 제공함으로써 초대질량 블랙홀의 본질에 대한 우리의 이해를 향상시킨다"고 말했습니다.

유니버시티 칼리지 런던(University College London)의 천체 물리학자인 지리 우시(Ziri Usi)는 "이것은 블랙홀이 회전이 0이 아닌 경우에만 세차운동을 한다는 것을 알려주기 때문에 매우 흥미롭습니다."라고 말했습니다. "이것은 간접적이지만 회전에 대한 매우 강력한 증거입니다."

Yousi는 또한 블랙홀의 회전이 미래에 초대질량 블랙홀의 형성으로 이어지는 격변적인 사건에 대한 통찰력을 제공할 수 있다고 말했습니다. 그는 "회전하고 기울어진다는 사실은 과거에 상당히 말도 안되는 일이 일어났음을 말해줍니다. 역사의 어느 시점에서 극적인 일이 일어났습니다. 그것은 그럴 수도 있다는 감질나는 힌트를 제공합니다."라고 말했습니다.