전파은하, 백조자리A 은하에서 첫 관측된 도넛모양 가스와 먼지 형체 [과학it슈]

[시선뉴스 이호] 40년 가까이 추정만 할 수 있었던 도넛모양의 가스와 먼지 형체가 우주에서 가장 강력한 전파은하 중 하나인 '백조자리(Cygnus) A'의 중심에서 처음으로 관측되었다. 

4일 미국 국립전파천문대(NRAO)는 NRAO 수석과학자 크리스 카릴리 박사가 이끄는 연구팀이 지구에서 약 7억6천만 광년 떨어진 백조자리 A 은하의 핵에서 초질량블랙홀을 둘러싸고 있는 머지와 가스로 이루어진 도넛 모양의 토러스(torus·원형체)를 관측했다고 밝혔다. 

전파은하는 가시광선으로는 어두워 잘 관측할 수 없지만 강한 전파를 방출한다. 이 전파은하에서 토러스가 직접 관측된 것은 이번이 최초다. 

연구팀은 칼 G. 잰스키 초대형배열(VLA) 망원경을 이용하여 관측했으며 이 결과를 논문으로 정리해 국제학술지 '천체물리학저널 회보(Astrophysical Journal Letters)' 최신호에 실을 예정이다. 

토러스는 카릴리 박사 연구팀이 지난 2016년 태양의 25억배에 달하는 백조자리A의 초질량 블랙홀 근처에서 새로 밝게 빛나는 물체를 포착한 후 후속 연구를 하는 과정에서 관측되었다. 

토러스는 백조자리A가 다른 은하와 합치면서 생긴 제2의 초질량블랙홀로 원래 블랙홀과 마찬가지로 주변의 물질을 빨아들이며 전파를 내뿜은 것으로 나타났다. 

초질량블랙홀은 강력한 중력으로 주변에 있는 물질을 빨아들이고 빛에 가까운 속도로 물질을 분출하는 제트현상을 일으켜 강한 전파를 내뿜으며 블랙홀 주변에 형성된 강착원반까지 더해 '활동은하핵(AGN)'의 표준 모형을 이루는데, 이를 둘러싸고 있는 토러스도 필수적인 부분이지만 AGN에서 강한 빛을 내는 전파은하에서는 직접 관측되지 않아 왔다.

카릴리 박사는 "우리가 오랫동안 그 곳에 있을 것이라 추정했던 것을 마침내 직접 보게 된 것은 정말로 대단한 일이다. 토러스의 형태와 구성 등을 더 정확히 확인하려면 더 많은 관측이 필요하며, 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 고성능 전파망원경인 ALMA를 통해 관측하는 것이 도움이 될 것“이라고 말했다. 

연구팀은 백조자리A 은하가 비슷한 전파를 내뿜는 다른 전파 은하들보다 10배나 더 가까워 VLA로 은하 핵을 촬영하는 것이 가능했으며, 먼 거리에 있는 전파은하를 관측하려면 감도와 분해능이 대폭 개선된 차세대 VLA가 필요할 것이라고 라고 밝혔다. 

연구팀의 VLA 관측에 의하면 백조자리A의 토러스는 지름이 약 900광년에 달하는 것으로 나타났다.