아인슈타인도 예상 못한 블랙홀 반전 찾았다

기사입력 : 2025년09월16일 19:40

최종수정 : 2025년09월16일 19:40

박종호 경희대 우주탐사학과 교수 연구팀, M87 블랙홀 영상화팀 참여
M87 블랙홀 주변 자기장 변화 추적…예상 밖 편광 방향 반전 포착

[용인=뉴스핌] 우승오 기자 =박종호 경희대학교 우주탐사학과 교수가 참여한 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구단이 16일 M87 블랙홀의 새로운 영상을 공개했다.

'사건지평망원경'은 전 세계에 흩어진 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 블랙홀 영상을 포착하는 국제협력 프로젝트이자 가상 망원경 이름이다. 사건지평선이란 블랙홀 안팎을 가르는 경계를 뜻한다.

이번 영상은 2021년 관측한 데이터에서 확보했는데, 이는 2017년 인류 역사상 최초로 관측한 블랙홀과 이듬해인 2018년 영상에 이어 3년 뒤 블랙홀 영상이다.

연구단은 그간 관측 영상을 서로 비교해 M87 블랙홀 시간 변화를 집중 탐구했다. 탐구 결과, 블랙홀 그림자라고 하는 중심부의 검은 부분과 블랙홀의 막대한 중력에 의해 휘어진 빛이 만들어 내는 고리 모양은 크기가 일정하지만, 블랙홀 주변 편광 패턴이 시간에 따라 역동성 있게 변한다는 사실을 확인했다.

블랙홀 주변 편광 변화는 사건지평선 부근 자기장 구조가 시간에 따라 재배열됐거나 시선 경로에 있는 뜨거운 플라즈마 영향이 달라졌기 때문으로 해석된다.

이번 결과는 블랙홀 주변 환경이 매우 역동성이 있는 데다 추가 관측과 이론 연구를 계속할 필요성이 있다는 점을 시사한다.

사건지평선망원경으로 촬영한 M87 블랙홀 영상. 왼쪽부터 2017·2018·2021년 결과를 보여준다. 고리 위 가느다란 선은 관측한 선형 편광 방향(전기장 벡터)을 뜻한다. 세 영상 모두에서 블랙홀 그림자라고 하는 중심 검은 부분과 블랙홀의 중력에 의해 휘어진 빛이 고리 모양으로 관측됐다. 블랙홀의 그림자 부분과 고리 크기는 거의 일정하지만 가장 밝은 부분 위치와 편광 패턴이 연도별로 변화한다는 사실을 확인 가능하다. [사진=©EHT Collaboration]

더구나 이번 관측에서 박 교수 연구팀의 활약상이 도드라졌다.

박 교수 연구팀은 편광 교정 소프트웨어 'GPCAL'을 개발했다. 해당 프로그램은 망원경과 수신계에서 생기는 기기 편광 성분을 정밀하게 분리·보정해 천체 고유의 편광 신호만을 남기는 기술로, EHT 국제 공동 분석에서 주 분석 도구로 처음 채택했다. 이로써 블랙홀 주변 자기장 지도의 신뢰도를 크게 높였다.

박 교수는 M87 편광 영상화팀 공동 리더로 다년간 관측 자료의 일관된 교정·검증을 총괄해 결과의 재현성과 안정성을 강화했다.

그는 "블랙홀 고리 크기는 여러 해 일관되게 유지돼 아인슈타인 일반 상대성 이론이 예측한 블랙홀 그림자를 다시 확인했지만 편광 패턴이 크게 바뀌었다"며 "이 같은 결과는 사건지평선 부근을 소용돌이치는 자화된(magnetized) 플라즈마가 매우 역동성이 있고 복잡하다는 뜻"이라고 설명했다.

EHT 국제연구단은 2017년을 시작으로 M87을 관측하면서 새로운 연구 결과를 도출하는 중이다.

2026년에는 블랙홀 동영상을 촬영하려고 약 3개월 동안 주 2회씩 M87을 관측한다. 이로써 더욱 정확한 블랙홀 실시간 진화 모습을 포착할 계획이다.

이번 연구 결과는 'Astronomy&Astrophysics' 2025년 9월 호에 게재했다.

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