블랙홀에서는 간헐적으로 물질을 방출하는 현상인 제트가 발생하는데, 이 때 블랙홀 주변의 밝기가 보통 때보다 수백에서 수천만 배 정도로 급격히 밝아졌다가 다시 어두워진다.
그동안 학계에서는 이 제트 현상이 언제 발생하는지 추측은 하고 있었지만, 워낙 짧은 순간이어서 관측하기 어려웠다.
천문연 김정숙, 김순욱 연구팀은 자체 구축한 한국우주전파관측망(KVN, Korea VLBI Network)과 일본국립천문대의 일본우주전파관측망(VERA, VLBI Exploration of Radio Astrometry)을 통한 X-선의 에너지 변화를 분석해 분출 순간을 관측하는데 성공했다.
KVN는 천문연이 서울, 울산, 제주에 설치한 직경 21m 전파망원경 네트워크로, 세 망원경을 연결해 직경 500km 효과를 내는 관측망으로, VER와 연계하면 직경 2천km의 효과를 기대할 수 있다.
연구팀은 블랙홀 제트의 분출 시점을 이론적으로 예측하고, 1-2년의 분출 주기 중에서 3시간에 불과한 '백조자리 X-3'의 제트 분출이 시작되는 순간을 관측하는데 성공한 것이다.
세계 최초로 관측한 이번 연구와 관련된 논문은 '천체물리학저널(Astrophysical Journal)'(7월 20일자)에 실렸다.
이번 논문의 제1저자인 김정숙 연구원은 김순욱 연구원과 함께 앞서 지난 4월 천체물리학저널에 별 탄생의 최신이론을 최초로 증명하는 논문을 게재해 별의 탄생과 종말이라는 전혀 다른 두 분야의 논문을 모두 발표하게 됐다.
김정숙 박사는 "블랙홀에서 이번에 관측한 것과 같은 제트분출이 일어나는 것은 보통 1-2년 사이에 며칠 정도여서 4년 동안 수 차례 실패했었지만, 포기하지 않고 계속 시도해 마침내 관측에 성공하고 논문이 나오게 돼 매우 기쁘다"고 말했다.
김순욱 박사는 "현재 상대론적인 제트 발생 과정에는 여전히 설명되지 않은 수 많은 의문들이 남아있어 차례차례 그 수수께끼들을 풀어갈 예정"이라고 포부를 밝혔다.