Vir A*

처녀자리 은하단(Virgo cluster) 초대질량 블랙홀 Vir A*

어제... 아니 오늘인가? 역사상 최초로 블랙홀 사진을 촬영하는데 성공했다.
처녀자리 은하단은 지구로부터 약 5380±30만 광년 정도 떨어져 있는 별들의 모임인데 여기에 존재하는 초거대 블랙홀(태양 질량의 65억배)의 촬영에 성공한 것이다. 전 6개 대륙의 8대의 전파망원경을 이용해 촬영한 이 사진은 그냥 보면 아무것도 아닌 사진이지만 아인슈타인의 일반상대성 이론을 증명하는 증거이기도 하고 블랙홀이라는 천체를 실제로 사진으로 담은 첫번째 작품이라고 할 수 있다.

근데.. 블랙홀은 어디 있냐고?

아아.. 블랙홀은 전파든 빛이든 물질이든 무엇이든지 빨아 당기기 때문에 실제 영상으로 담을 수는 없고 다만 저 붉은 고리의 가운데 존재한다고 하는게 맞다. 우리가 '본다'고 말하는 것은 전파이든 빛이든 어떤 물체에 부딪혀 튕겨 나오는 것을 눈으로 보는 것이기 때문에 뭐든지 흡수하면 볼 수 없는 것이니까 말이다. 이 그림을 보면 조금 이해가 빠른데, 가운데 블랙홀이 있고 그 경계면의 사건지평선이라는 부분(물질이 블랙홀에 빨려 들어가기 직전의 직전의 직전의 위치) 약간 바깥쪽 이미지가 사진에 찍힌 것이다.

문과적 취향이 있는 분들은 이걸 '블랙홀의 그림자'라고 하는 것 같은데 어느쪽이든 저 까만 동그라미가 영상으로 얻을 수 있는 블랙홀의 모습이라고 하는 건 변함없다.

지금까지 블랙홀을 직접 촬영하려는 시도는 정말 많이 있었을 거다. 하지만 대부분의 블랙홀이 지구에서 너무나 멀리 떨어져 있고 (가까이 있었으면 우리 다 죽었지) 그걸 충분히 확대할 수 있는 거대한 망원경이 없어서 불가능하다고 생각하고 있었다. 그런데! MIT공대 대학원 중에 케이트 보먼(Kaite Bouman)이라는 천재가 이걸 해결할 방법을 알아낸 거다.

큰 망원경이 없어? 그럼 망원경 여러개를 가지고 큰 망원경처럼 만들면 어떨까?

이 과학자는 여섯개 대륙에 위치한 8대의 전파망원경을 하나로 묶어 블랙홀을 찍을 방법을 만들어 냈다. 어떻게 하는 거냐면...

             

각기 다른 위치에 위치한 8개의 전파 망원경의 촬영시간을 원자 시계로 일치시킨 다음에, 같은 시간에 블랙홀을 엄청나게 많이 찍는 거다. 시간이 같으니까 8군데에 있는 망원경이라고 하더라도 같은 순간의 사진을 찍은 거잖아? 이걸 아주아주 복잡한 수학적 계산과정을 거쳐 영상으로 만들어 낸 것이지.

말은 쉽지만... 어마어마한 노력과 자원을 들여 지구 크기만한 천체망원경을 만들어낸 것이다.
이렇게 찍은 전파 데이타가 5페타바이트. 1TB짜리 하드디스크 5000개 분량의 자료를 만들어내서 이걸 영상으로 만들어 낸 것이구. 정말 사용할 수 있는 모든 자원을 들여 사진 한 장을 만들어 낸 거라 할 수 있겠다.

물론... 저런게 무슨 의미가 있겠냐 하겠지만은, 블랙홀 자체를 사진으로 찍어낸 것도 대단한 일이지만 앞으로 저 기술은 멀리 있어 제대로 확인할 수 없는 천체나 물체를 엄청난 크기로 확대해 찍을 수 있는 기술이기도 하고, 위치에 따라 멀리 있는 물체의 삼차원적 이미지를 만들어 낼 수 있는 기술이기도 해. 뭐 블랙홀을 찍었다는 것 자체로도 이미 충분히 대단한 일이지만 말이야.

아무튼 그렇다. 별에 관심있는 나로서는 너무 대단한 일이라 글을 조금 써봤다.