블랙홀 내뿜는 ‘기준 불꽃’으로 다른 은하까지 거리 잰다

천문연, 거리 측정 기준 되는 ‘표준 촛불’ 후보 제시

활동은하액 3C 84를 포함하고 있는 은하. /사진=천문연

우리 은하에서 다른 은하까지의 거리를 측정할 수 있는 새로운 표준 촛불이 나왔다. 표준 촛불은 고유의 밝기를 알고 있는 천체로 특정 별의 겉보기 밝기를 알면 표준 촛불로 지구에서 별까지의 거리를 측정할 수 있다.

한국천문연구원은 제프리 호지슨 박사와 이상성 박사가 이끄는 국제 연구팀이 활동 은하핵 ‘3C 84’를 새로운 표준 촛불 후보로 제시했다고 22일 밝혔다.

현재까지 가장 먼 거리를 측정할 수 있는 표준 촛불은 ‘제Ⅰa형’(제일에이형) 초신성이지만 100억 광년이 넘는 먼 은하는 관측할 수 없다. 크기가 140억 광년인 우리 우주를 이해하는 데 한계가 있는 것이다.

연구팀은 제Ⅰa형 초신성보다 훨씬 밝은 천체인 활동 은하핵 3C 84를 새로운 표준 촛불 후보로 제시했다. 은하의 중심에서 대량의 에너지를 방출하는 영역을 활동 은하핵이라고 하는데 그 중심부에 태양 질량의 100만배에서 수십억 배에 이르는 ‘초대 질량 블랙홀’이 존재한다. 이 블랙홀은 주변의 물질을 빨아들이면서 원반을 형성하는데 원반의 수직 방향으로 물질을 내뿜는 제트가 발생한다. 이 제트에서 광도가 변하는 지점이 일어나는 영역까지의 거리를 측정해 천체의 실제 크기를 간접적으로 측정한다.

연구팀은 페르세우스 자리 A 은하 중심의 활동 은하액 3C 84의 광도가 146일 주기로 변한다는 것을 밝혀냈다. 미국 초장기선간섭계(VLBA)의 영상 지도를 통해 얻은 각크기(각도로 잰 크기)와 비교해 지구에서 3C 84의 제트까지의 거리가 2억2,000만~2억5,000만 광년임을 알아냈다. 제Ⅰa형 초신성 관측에서는 2억~2억7,000만 광년으로 나왔었다.

이상성 박사는 “천문연구원이 운영하는 초장기선간섭계인 ‘한국우주전파관측망’(KVN)을 활용해 먼 우주의 은하까지의 거리 측정에 도전할 것”이라고 말했다. /고광본선임기자 [e-mail]