경북대 조일제 교수 참여 국제연구팀, 블랙홀 제트 생성 원리 규명

경북대 조일제 교수(사진)가 참여한 국제공동연구팀이 물질을 빠르게 흡수하면서도 초고속 제트를 방출하는 블랙홀의 작동 원리를 밝힐 관측 증거를 확보했다.20일 경북대에 따르면 조 교수와 일본 도호쿠대 노다 히로후미 부교수, 나고야시립대 하다 카즈히로 부교수 등이 참여한 연구팀은 활동성은하핵 ‘3C120’을 대상으로 X선과 전파를 공동 관측해 블랙홀 주변의 물질 유입 구조와 제트 생성 영역 사이의 연관성을 확인했다.초대질량 블랙홀 일부는 빛의 속도에 가까운 플라스마 흐름인 ‘상대론적 제트’를 방출한다. 블랙홀의 회전 에너지가 자기장을 통해 제트로 전환된다는 이론이 유력하지만, 물질을 빠르게 흡수하는 블랙홀에서 강력한 제트가 동시에 형성되는 과정은 명확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 X선 관측 위성 ‘XRISM’과 전 세계 전파망원경을 연결하는 초장기선 전파간섭계(VLBI)를 활용해 3C120 주변을 분석했다.관측 결과, 차갑고 얇은 강착원반은 블랙홀 반지름의 약 20배 거리에서 끝나고, 안쪽은 온도가 수억 도에 이르는 고온 강착 흐름으로 바뀌는 것으로 나타났다. 고해상도 전파 관측에서는 제트의 기원이 이 고온 강착 흐름이 형성된 영역과 직접 연결된다는 점도 확인됐다.이번 결과는 물질 유입이 활발한 블랙홀이라도 내부에 고온 강착 흐름이 형성되면 강력한 제트를 만들어낼 수 있음을 보여준다. 블랙홀의 회전 에너지가 추출돼 제트로 이어지는 과정을 이해하는 데도 단서를 제공할 것으로 연구팀은 보고 있다.조 교수는 “차세대 X선 관측시설과 전 세계 전파망원경의 공동관측 결과를 정밀 수치 시뮬레이션과 비교하면 강착과 제트 생성 과정을 더 구체적으로 이해할 수 있을 것”이라며 “초대질량 블랙홀과 은하가 서로 영향을 주고받으며 진화한 과정을 밝히는 데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.