[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 처음으로 천문학자들이 특정 초대질량 블랙홀이 고에너지 입자의 제트를 우주로 어떻게 발사하는지 관찰했으며, 그 과정은 충격적이다. 이러한 블레이저의 제트를 따라 전파되는 충격파는 거의 빛의 속도로 도망치는 입자를 가속하는 자기장을 왜곡한다. 이러한 극한 가속을 연구함으로써 다른 방법으로 연구할 수 없는 근본적인 물리학적 질문을 탐색할 수 있다.
블레이저는 지구 쪽으로 고에너지 입자의 제트를 발사하는 활동적인 블랙홀로, 수백만 또는 수십억 광년 떨어진 곳에서 밝은 점처럼 보인다. 천문학자들은 블랙홀 주변 자기장의 모양과 관련이 있는 제트의 극단적인 속도와 밀도 높은 광선 빔이 있었다는 것을 알고 있었지만, 자세한 사항은 불확실했다.
IXPE(Imaging X-Ray Polarimetry Explorer)는 2021년 12월에 발사된 궤도 위의 망원경이다. 해당 망원경의 임무는 우주를 통해 여행하는 X-선 빛의 극성, 또는 방향성을 측정하는 것이다. 2022년 3월, IPXE는 지구에서 약 4억 5천만 광년 떨어진 곳에 있는 특히 밝은 블레이저인 Markarian 501을 관찰했다. 연구진은 Markarian 501의 제트를 가속할 수 있는 자기장에 대해 두 가지 주요 아이디어를 제시했다.
또 다른 가능성은 제트를 따라 입자를 발사하는 충격파다. 충격 부위에서 자기장은 갑작스럽게 난폭에서 정렬된 상태로 바뀐다. 그런 변환은 입자를 빠르게 움직이게 만들 수 있으며, 입자가 충격 부위를 떠나면 난류가 다시 시작되어야 한다. 충격파가 가속의 원인이라면, 짧은 파장의 X-선은 다른 망원경으로 측정된 긴 파장의 광학 및 라디오 빛보다 더 극성화되어야 한다. 자세한 입자 흐름에 대해 파악해야 할 작업이 아직 남아 있다고 과학자들은 말한다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자