회전목마-블랙홀 확인·질량측정 공식 개발

한국 천체 물리학자가 블랙홀을 쉽게 관측해 질량을 측정할 수 있는 공식을 개발했다.

고등과학원은 14일 물리학부 이인수(李仁秀) 교수가 미 하버포드대 스티븐 본교수와 공동으로 블랙홀에서 나오는 전자파(라디오파)와 X-선만을 갖고 간편하게 블랙홀의 질량을 잴 수 있는 공식을 완성했다고 밝혔다.

기존의 블랙홀 측정법은 블랙홀올 확인해 질량을 재는데까지 1년여의 기간이 필요했으나 새 공식을 이용하면 빠르면 3시간, 길어도 며칠안에 블랙홀을 관측해 질량까지 측정할 수 있다.

고등과학원은 이 교수가 이 공식을 이용, 이미 질량이 알려진 10개의 블랙홀의 질량을 측정한 결과 기존 블랙홀 측정법으로 얻어진 질량과 일치했다고 밝혔다.

새 공식은 블랙홀에서 나오는 전자파와 X-선의 시간당 방출에너지와 빛알갱이숫자를 측정하고 블랙홀을 중심으로 '원반형태를 이루는 물질(ADAF)'의 온도·밀도·자기장의 세기를 유도해낼 수 있으며 이 결과를 통해 블랙홀의 질량을 알아내는 것이다.

지금까지는 블랙홀 주위를 도는 별들의 움직임을 관찰하는 방법으로 블랙홀을 확인, 질량을 계산해 왔다.

블랙홀은 물질의 밀도가 너무 크고 중력이 강해 어떤 물체도, 심지어 빛 조차도 빠져 나가지 못하는 우주의 한 영역으로 알려져 있다. 각 은하계 중심에 1, 2개씩은 반드시 있으며 우리 은하에서만 10여개의 존재가 확인됐다.

고등과학원의 김정욱(金正旭) 원장은 "이 공식을 이용해 블랙홀을 찾아내 각각의 질량을 알아내면 우주의 생성원리를 밝히는데 큰 도움이 될 것으로 보인다"고 말했다.

이 교수는 이 연구결과를 미 뉴햄프셔주 포츠머스에서 15~17일 미항공우주국(NASA)이 주최하는 콤프톤심포지엄에서 발표할 예정이다.