찬드라 엑스선 관측위성
지구를 돌고 있는 엑스선 관측위성 찬드라가 베일에 싸여 있던 별, 펄서, 퀘이사, 그리고 블랙홀의 신비를 벗겨내고 있다. 생생하게 포착된 역동적인 우주공간으로 떠나보자.
기사 본문에서 발췌한 내용을 일부 공개합니다.
과학자들은 찬드라를 이용해 지구에서 5000광년 떨어져 있고 질량이 태양의 7배인 항성의 블랙홀을 조사해 강착원반의 실체를 밝혀낼 수 있었다. 찬드라 망원경은 반사경 바로 뒤에 있는 엑스선 유입 통로에 부착해둔 회절 격자 장치(diffraction grating)를 이용해 엑스선을 에너지에 따라 분산시켜 스펙트럼을 만든다. 이는 빛이 프리즘을 통과하면서 파장에 따라 무지개로 분산되는 것과 같은 원리다. 밝은 사선은 동반성에서 떨어져 나온 물질이 블랙홀로 빨려 들어갈 때 방출하는 엑스선 에너지를 기록한다. 엑스선 스펙트럼을 분석함으로써 천문학자들은 강착원반이 사상의 지평면으로부터 적어도 1100km 떨어진 곳에 있다는 사실을 알게 됐다. 과거에 생각했던 65km보다 훨씬 먼 거리다. 질량이 수천만 배나 큰 초거대 블랙홀들은 은하계의 중심부에 있다. 이 초거대 블랙홀들이 왕성하게 물질을 빨아들인다면 이들도 강력한 엑스선을 방출할 수 있다. 센타우루스 A 은하의 중심부가 그런 예다. 이곳의 강착원반에서 토해내는 입자들은 1만5000광년 떨어진 우주공간까지 도달한다. 그 외에도 이 은하에는 항성 블랙홀이나 중성자별 같은 엑스선 방출원이 수백 개나 있다. 찬드라 관측위성은 M82 은하에서 종류가 다른 블랙홀을 하나 발견했다. 이 블랙홀(가장 밝은 지점)은 은하 중심부(녹색 십자)에서 600광년 떨어진 외곽에 있다. 이 이미지를 촬영했던 3개월 동안 엑스선 강도가 다양했던 것으로 미루어 이것이 블랙홀임을 알 수 있다. 또한 밝기로 보아 질량이 태양의 500배가 넘을 것으로 추정돼, 항성 블랙홀과 초거대 블랙홀 사이에 있는 중간 질량 블랙홀로 분류된다. 머나먼 우주에 있는 엑스선 방출원의 정체는 뭘까? 이를 밝혀내기 위해 천문학자들은 찬드라 관측위성의 위치가 남반구 하늘의 아주 좁은 영역을 향하게 했다. 찬드라는 1년여에 걸쳐 총 11일 간 그 지점에서 가장 미약한 엑스선들을 관측했다. 그 결과, 마치 태곳적의 머나먼 우주공간으로 들어가는 입구라 할 수 있는 이미지를 포착했다.'남반구의 먼 우주'라고 명명된 이 이미지에는 매우 다양한 엑스선 발생원들이 뚜렷하게 나타나 있다. 그 중에는 초거대 블랙홀에 의해 에너지가 공급되는 발광체인 퀘이사와 활동 은하핵(AGN)도 포함돼 있다. 이로써 찬드라는 은하 형성 과정의 훨씬 앞 단계를 엿볼 수 있게 해줬다. "정말 가슴 벅찬 일이죠. 찬드라 덕분에 우주의 장관을 볼 수 있게 됐으니까요." 스미스소니언 천체물리관측소 소속 찬드라 엑스선 센터의 하비 태넌바움 국장의 말이다.