50년간 천문학계의 난제로 남아있던 우리은하 중심부 거대질량 블랙홀의 '바람'이 마침내 관측됐다.
미국 노스웨스턴대 연구팀은 우리은하 중심의 블랙홀 '궁수자리 A*(Sgr A*)'에서 강력한 바람이 불어온다는 증거를 발견했다고 4일(현지시간) 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스'에 발표했다.
이론적으로 블랙홀은 주변 물질을 빨아들이면서 강력한 에너지와 함께 '바람'이나 '제트' 형태의 물질을 외부로 분출해야 한다. 하지만 유독 우리은하의 블랙홀인 궁수자리 A*에서는 그 증거가 발견되지 않아 오랜 미스터리로 남아있었다.
연구팀은 칠레 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 전파망원경(ALMA)의 5년간 관측 데이터를 분석했다. 이를 통해 블랙홀 주변의 차가운 분자 가스를 기존보다 100배 깊고 80배 선명한 이미지로 구현하는 데 성공했다.
이 이미지에서 블랙홀로부터 약 3광년(1파섹) 거리에 걸쳐 있는 거대한 원뿔 모양의 '빈 공간'이 발견됐다. 연구팀은 이 공동(cavity)이 블랙홀에서 불어온 뜨겁고 강력한 바람이 주변의 차가운 가스를 밀어내거나 뜨겁게 데워 만들어낸 흔적이라고 설명했다.
연구를 공동으로 이끈 마크 고스키 교수는 "이 공동을 만드는 데 필요한 에너지는 주변 별들이 방출하는 에너지를 훨씬 뛰어넘는다"며 "원뿔의 모양이 정확히 블랙홀을 향하고 있어 블랙홀의 영향이라는 점이 명확하다"고 말했다.
이번 발견은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 관측 위성 데이터와도 일치했다. 과거 찬드라 위성은 이 공동과 정확히 같은 위치에서 밝은 X선 방출을 포착한 바 있다.
연구팀은 이번에 발견된 바람이 최소 2만년 이상 활동해 온 것으로 추정했다. 다만 바람의 세기가 다른 은하의 블랙홀에 비해 약해, 궁수자리 A*가 현재 비교적 '조용한 단계'에 있다는 사실도 확인됐다.
엘레나 머치코바 교수는 "대부분의 블랙홀은 삶의 대부분을 활발하지 않은 상태로 보낸다"며 "궁수자리 A*는 블랙홀의 조용한 상태를 연구할 수 있는 창을 제공한다"고 연구의 의의를 밝혔다.