사건지평선망원경(EHT, Event Horizon Telescope) 국제 공동 연구진이 M87 은하 중심 블랙홀에서 자기장 패턴이 완전히 뒤바뀐 현상을 발견했다고 16일 밝혔다. 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 김재영 교수가 참여한 이번 연구는 2017년 이후 4년간의 관측 결과를 분석한 것이다.

2021년 관측 자료로 제작된 이번 M87 블랙홀 영상은 2017년 인류 최초 블랙홀 영상, 2018년 후속 영상에 이어 3번째 성과다. 블랙홀 중심부 그림자와 고리 형태는 기존과 동일했으나, 빛의 편광 패턴에서는 극적인 변화가 관측됐다.

특히 2017년 영상 대비 편광 회전 방향이 정반대로 나타나 연구진을 놀라게 했다. 연구진은 M87 블랙홀 주변 자기장의 구조적 변화나 플라즈마와의 상호 작용으로 인한 '패러데이 스크린' 현상이 원인일 가능성을 제시했다.

김재영 교수는 국제 연구진의 핵심 과학자로서 주요 연구 목표 설정과 아타카마 대형 밀리미터 간섭계(ALMA) 관측시간 확보를 주도했다. 김 교수가 지도한 석사과정생 이덕형 연구원은 2021년 데이터 검증과 통계 분석을 담당해 한국 대학원생이 대형 국제 프로젝트에서 핵심 역할을 수행한 사례로 주목받았다.

폴 타이드 하버드 스미스소니안 천체물리학센터 박사는 "장기간 영상으로 블랙홀의 극한 환경을 더 깊이 이해할 수 있었다"고 평가했다. 미하일 얀센 네덜란드 라드바우드대 교수는 "아인슈타인의 이론을 다시 확인하면서도 예상치 못한 복잡한 자기장 구조가 드러났다"고 설명했다.

김재영 교수는 "사건지평선 주변에서는 고온·고압 플라즈마가 순식간에 블랙홀로 떨어지거나 분출한다. 이 흐름이 주변을 휘저어 편광 변화를 만든 것 같다"며 "이 현상을 이해하려면 기존 모델을 넘어서는 더 정밀한 연구가 필요하다"고 강조했다.

EHT 연구진은 2017년부터 2018, 2021, 2022, 2024, 2025년까지 지속적인 관측을 수행해왔다. 2026년에는 블랙홀 최초 동영상 제작을 위해 약 3개월간 주 2회씩 M87 촬영을 진행할 예정이며 한국우주전파관측망(KVN)도 참여해 영상 정밀도 향상에 기여한다.

김재영 교수는 EHT 연구단 과학위원회 멤버로서 국제 연구단의 장기 과학 연구 목표와 개발 계획 수립에 참여하고 있다. 김 교수는 "EHT 연구진이 매년 망원경 확충과 장비 업그레이드, 새로운 알고리즘으로 발전하고 있다"며 "앞으로는 우주-지상, 지상-월면 전파망원경을 연결해 더 먼 블랙홀 영상화에 나설 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '천문학과 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)' 2025년 9월호에 게재됐다. 연구에는 박종호 경희대 우주과학과 교수, 조일제 한국천문연구원·연세대 박사 후 연구원이 공동 참여했다.