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블랙홀이 뿜어내는 '기준 불꽃'으로 지구에서 별까지 거리 잰다

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천문연, 거리 측정 기준 되는 '표준 촛불' 후보 제시

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활동 은하핵 3C 84를 포함하고 있는 은하
[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]



(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 우리 은하에서 다른 은하까지의 거리를 측정할 수 있는 표준 촛불이 나왔다.

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

표준 촛불은 고유의 밝기를 알고 있는 천체이다. 특정 별의 겉보기 밝기를 알면 표준 촛불을 이용해 지구에서 별까지의 거리를 측정할 수 있다.

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표준 촛불의 원리
[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]



현재까지 밝혀진 표준 촛불 가운데 가장 먼 거리를 측정할 수 있는 표준 촛불은 '제Ⅰa형'(제일에이형) 초신성이다.

하지만 100억 광년이 넘는 먼 은하는 제Ⅰa형 초신성으로는 관측할 수 없어 크기가 140억 광년인 우리 우주를 이해하는 데 한계가 있다.

연구팀은 제Ⅰa형 초신성보다 훨씬 밝은 천체인 활동 은하핵 3C 84를 새로운 표준 촛불 후보로 제시했다.

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활동 은하핵 3C 84의 관측 영상
[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]



은하 중심에서 대량의 에너지를 방출하는 영역을 활동 은하핵이라고 하는데, 활동 은하핵 중심부에는 태양 질량의 100만배에서 수십억 배에 이르는 '초대 질량 블랙홀'이 존재한다.

초대 질량 블랙홀은 주변의 물질을 빨아들이면서 원반을 형성하는데 원반의 수직 방향으로 물질을 내뿜는 제트가 발생한다.

이 제트에서 변광(광도가 변하는 지점)이 일어나는 영역까지의 거리를 측정함으로써 천체의 실제 크기를 간접적으로 측정할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

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표준 촛불과 표준 척도
[한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]



연구팀은 페르세우스 자리 A은하 중심의 활동 은하액 3C 84의 광도가 146일 주기로 변한다는 것을 밝혀냈다.

이어 미국 초장기선 간섭계(VLBA)의 영상 지도를 통해 얻은 각크기(각도로 잰 크기·우주에서는 실제 거리를 알 수 없어 각크기를 이용함)와 비교해 지구에서 3C 84의 제트까지의 거리가 2억2천만∼2억5천만 광년임을 알아냈다.

이는 제Ⅰa형 초신성 관측을 통해 계산한 2억∼2억7천만 광년과 비슷하다.

이상성 박사는 "앞으로 천문연구원이 운영하는 초장기선 간섭계인 '한국 우주전파 관측망'(KVN)을 활용해 먼 우주의 은하까지의 거리 측정에 도전할 계획"이라고 말했다.

jyoung@yna.co.kr



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