우리은하 중심부 관측 가능해졌다...라디오파 이용한 관측술 개발

천문학자들에게 우리은하의 중심부는 신성불가침의 영역이다. 수만 광년이나 떨어져 있을 뿐만 아니라, 엄청난 우주먼지로 뒤덮여 있어 그 속을 들여다볼 방법이 없기 때문이다. 그래서 그곳은 아직까지 미스터리의 영역으로 남아 있다.

하지만 이 우리은하 중심부도 머지않아 우리에게 그 속살을 드러낼 것으로 보인다. 한 과학자 집단이 마침내 그 속을 들여다볼 기술을 개발했기 때문이다.

기술의 핵심은 라디오파를 이용한 것이다. 라디오파는 은하 중심부에서 초음속으로 운동하는 별들이 내는 긴 파장의 파로, 이것을 강력한 안테나로 잡아 은하 속살을 들여다보겠다는 것이다.

"우리은하 중심부에 대해서 우리는 거의 아는 게 없습니다. 하지만 우리는 그것을 알아내야 합니다." 하고 하버드-스미소니언 천체물리센터(CfA)의 이단 긴즈버그 대표저자가 말한다.

"이 기술을 사용하면 이제까지 아무도 보지 못했던 은하 중심부의 별들을 볼 수 있을 것입니다." 은하 중심부는 회전하고 있으며, 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다.





지구에서 은하 중심부까지 이르는 수만 광년의 먼 경로는 엄청난 우주 먼지가 가로막고 있어, 1조 개의 광자당 단 한 개의 광자가 겨우 우리 망원경에 도달할 수 있을 뿐이다. 하지만 전자기파의 일종인 라디오파는 이 먼지들을 헤집고 우리에게까지 오는 데 큰 어려움이 없다. 파장이 길어 먼지로 인한 산란이 비교적 적게 일어나기 때문이다. ​

라디오파는 별들이 가스 속을 초음속으로 움직일 때 형성되는 것으로, 성풍이 성간공간의 가스체와 충돌할 때 그 충격파에서 나오는 것이다. 싱크로트론 복사로 불리는 이 과정을 통해 ​충격파에 의해 가속된 전자가 라디오파를 방사하고, 그 라디오파를 지상의 안테나가 포착한다는 개념이다.

"이것은 비행기의 초음속 돌파음의 우주 버전이라 할 수 있습니다" 하고 긴즈버그 박사는 밝혔다. 충격파가 생성되려면 별들이 초속 수천 km로 날아야 하는데, 우리은하 중심부에 있는 엄청난 중력을 가진 초질량의 블랙홀이 그 같은 운동을 가능하게 만들어주고 있다. 궤도를 도는 별이 블랙홀에 근접하면 그만한 속도는 쉽게 얻을 수 있다.

연구자들은 S2라고 불리는 별에서 이 같은 효과를 확인할 계획이다. 이 별은 아주 뜨겁고 밝아서 짙은 우주먼지에도 불구하고 자외선으로 관측할 수 있는데, 2017년 말에서 2018년 초 사이에 블랙홀에 최근접할 것이라고 한다. 그때가 되면 전파 천문학자들은 충격파에서 라디오파가 방사되는지를 확인할 수 있게 될 것이다.

논문 공동저자인 CfA의 아비 로에브 박사는 "S2가 우리의 리트머스 시험지"라고 말하면서, "만약 그 별을 라디오파로 볼 수 있다면 이제까지 보지 못했던 작고 희미한 별들도 이 방법으로 관측할 수 있다는 얘기가 됩니다" 하고 기대감을 나타냈다.

이광식 통신원 joand999@naver.com