천문연 등 국제 공동연구팀, 백조자리 X-1 위치·질량 정밀 측정
VLBA 망원경 측정 결과 "지구에서 거리 7천200광년, 질량은 태양의 21배"
"인류 최초 발견 블랙홀, 기존 가설보다 더 멀리 있고 무겁다"

인류가 처음으로 발견한 블랙홀은 기존에 알려진 것보다 더 멀리 떨어져 있고 무거운 것으로 확인됐다.

한국천문연구원이 참여한 국제 공동연구팀은 10개의 전파망원경을 연결한 미국 초장기선 간섭계(VLBA) 망원경을 이용해 백조자리 X-1 블랙홀의 정밀한 위치를 측정하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.

1964년 처음으로 발견된 백조자리 X-1 블랙홀은 X선 선체이다.

블랙홀과 동반성인 청색 초거성(질량은 태양의 최대 100배, 광도는 태양의 최대 100만배에 이르는 높은 에너지를 방출하는 별)이 쌍성계를 이루며 5.6일을 주기로 서로 공전하고 있다.

"인류 최초 발견 블랙홀, 기존 가설보다 더 멀리 있고 무겁다"

청색 초거성의 물질은 중력장이 강한 블랙홀로 유입되는데, 이렇게 유입된 물질이 블랙홀 주변을 빠르게 회전하면서 강력한 X선을 방출하게 된다.

연구팀은 백조자리 X-1 블랙홀에서 나오는 전파 신호를 관측하는 한편 삼각 시차 측정법을 이용해 지구로부터의 거리를 정밀하게 측정했다.

"인류 최초 발견 블랙홀, 기존 가설보다 더 멀리 있고 무겁다"

그 결과 지구에서 백조자리 X-1 블랙홀까지의 거리는 그동안 알려졌던 6천100광년보다 먼 7천200광년으로 확인됐다.

블랙홀의 질량은 태양의 21배로, 기존에 알려진 것보다 50% 더 무겁다는 것을 알아냈다.

백조자리 X-1 블랙홀은 별의 진화 마지막 단계에서 탄생하는 '별질량 블랙홀'로, 무거운 별이 진화해 블랙홀이 되기까지의 성장 과정을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.

이번 연구의 공동 저자인 일리아 맨델 호주 모나쉬대 교수는 "기존 가설보다 질량이 훨씬 무거운 것으로 볼 때 진화 과정에서 질량 손실이 상대적으로 적었을 것"이라며 "이를 토대로 계산하면 백조자리 X-1 블랙홀은 수만 년 전 태양 질량의 60배에 달하는 별이 붕괴해 만들어졌을 것으로 보인다"고 설명했다.

정태현 천문연 박사는 "세계에서 유일하게 4개 주파수 대역을 동시 관측할 수 있는 한국우주전파관측망(KVN)을 이용해 후속 블랙홀인 백조자리 X-3에 대한 연구를 이어갈 계획"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 권위 있는 국제 학술지 '사이언스'(Science) 전날 자에 실렸다.

/연합뉴스

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