2019년 블랙홀의 첫 이미지는 어떻게 촬영되었나요?

2019년 블랙홀의 첫 이미지는 어떻게 촬영되었을까요? 정말 궁금하지 않으세요?

우주에는 아직도 신비로운 천체가 가득하지만, 그중에서도 가장 많은 상상력을 자극하는 건 바로 블랙홀이 아닐까 싶어요. 예전부터 영화나 소설에서만 보던 존재라 그런지 저에게는 미지의 영역처럼 느껴졌거든요. 빛조차 빨아들여서 눈으로 볼 수 없다는 **블랙홀**을 과연 어떻게 ‘찍었다’는 걸까요? 직접 눈으로 볼 수 없는 걸 이미지로 만들었다는 게 처음엔 정말 신기하고 믿기지 않았습니다.

블랙홀, 왜 직접 찍을 수 없을까요?

다들 아시다시피 **블랙홀**은 워낙 강력한 중력 때문에 한 번 들어가면 빛이든, 물질이든, 심지어 전파까지도 절대 빠져나올 수 없어요. 그래서 우리 눈으로 직접 그 모습을 보는 건 애초에 불가능한 일입니다. 그럼 과학자들은 어떻게 블랙홀의 존재를 알아낸 걸까요? 바로 블랙홀 ‘주변’에서 일어나는 현상들을 관측해서 간접적으로 추측해 온 거죠. 예를 들면, 블랙홀 근처를 지나는 별이나 가스가 휘말려 들어가면서 내뿜는 빛이나 전파를 관측하는 식으로요. 하지만 이건 마치 폭풍의 눈 자체는 못 보더라도, 주변의 격렬한 비바람을 보고 태풍이 있음을 아는 것과 비슷했어요.

지구만 한 망원경이 필요했다고요? EHT 프로젝트 이야기

블랙홀 자체는 볼 수 없지만, 블랙홀의 경계선인 ‘사건 지평선’ 바로 직전에서 빛이 어떻게 휘어지고 빠져나오지 못하는지를 관측하면 그 실루엣을 볼 수 있다고 해요. 이걸 찍으려면 엄청나게 성능 좋은 망원경이 필요했는데, 지구에 있는 어떤 망원경으로도 충분한 해상도를 확보하기가 어려웠죠. 그래서 과학자들이 생각해낸 기발한 방법이 있었어요.

그건 바로 전 세계 여러 곳에 흩어져 있는 전파망원경들을 ‘하나’로 연결하는 거였습니다. 마치 지구 전체를 하나의 거대한 망원경 렌즈처럼 쓰는 거죠. 이 대규모 프로젝트의 이름이 바로 ‘이벤트 호라이즌 망원경(EHT)’입니다. EHT는 **초장기선 전파간섭계(VLBI)**라는 기술을 사용해요. 멀리 떨어진 망원경들이 같은 천체에서 오는 전파 신호를 동시에 수신한 뒤, 그 신호들의 시간 차이와 위상 차이를 분석해서 합성하는 방식입니다. 이렇게 하면 실제 망원경 크기보다 훨씬 큰, 지구 지름만큼의 해상도를 가진 가상의 망원경 효과를 얻을 수 있다고 해요.

드디어 포착된 M87 은하의 블랙홀 실루엣! 그 순간은 어땠을까요?

2019년 4월 10일은 우주 관측 역사에 길이 남을 날이었어요. EHT 프로젝트를 통해 인류 최초로 **블랙홀**의 ‘이미지’가 공개된 거죠. 그 주인공은 지구에서 약 5,500만 광년 떨어진 M87 은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀이었습니다. 직접 찍은 블랙홀 모습이 아니라, 강력한 중력 때문에 주변의 빛이 휘어지면서 블랙홀 뒤편으로 빨려 들어가는 모습이 만들어낸 그림자, 바로 ‘실루엣’이었어요. 그래도 이게 정말 대단한 발견이었죠. 주황색 고리처럼 보이는 빛의 띠와 그 가운데 어두운 그림자. 바로 블랙홀이 있다는 가장 확실한 증거였습니다.

블랙홀 이미지가 왜 그렇게 중요할까요?

**블랙홀** 이미지를 얻었다는 건 단순히 신기한 사진 한 장을 얻은 게 아니에요. 이건 100년도 더 전에 아인슈타인이 예언했던 **일반상대성 이론**이 맞다는 아주 강력한 증거가 되거든요. 아인슈타인의 이론은 중력이 시공간을 휘게 만든다고 설명하는데, 블랙홀처럼 엄청나게 강한 중력을 가진 천체 주변에서 빛이 휘어지는 현상을 직접 관측함으로써 이 이론을 눈으로 확인한 거나 마찬가지였습니다. 우주와 시공간에 대한 우리의 이해를 한 단계 높여준 엄청난 사건이었죠.

앞으로는 어떤 블랙홀 이야기를 더 들려줄까요?

M87 **블랙홀**의 첫 이미지 공개 이후에도 EHT 프로젝트는 계속해서 데이터를 분석하고 새로운 관측을 시도하고 있습니다. 최근에는 M87 블랙홀 주변의 자기장 구조나 시간의 흐름에 따른 변화 등을 더 자세히 들여다보고 있다고 해요. 이러한 연구는 블랙홀이 우주의 진화에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 아직 풀리지 않은 우주의 근본적인 질문들에 답을 찾는 데 중요한 실마리를 제공할 겁니다. 첫 이미지는 시작일 뿐, 앞으로 블랙홀에 대한 더 놀라운 사실들을 많이 알게 될 것 같아 벌써부터 기대됩니다.

자주 묻는 질문