(RGB image of M87 obtained using F356W, F150W, and F090W observations. Credit: Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556577)
(Processing of the F150W image: Full F150W image, smooth galaxy model, residual, and masked jet image. Credit: Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556577)
지구에서 5300만 광년 떨어진 M87 은하는 거대한 타원 은하로 오래 전부터 천문학자들의 눈길을 끌었습니다. 특히 최근에는 태양 질량의 65억 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀의 존재가 밝혀지면서 집중적인 관측의 대상이 되었습니다. EHT로 처음 이미지를 확인한 블랙홀로 일반 대중에게도 친숙한 존재이기도 합니다. 과학자들은 그 이후에도 계속 많은 관측을 진행해왔습니다.
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M87 블랙홀은 질량이 거대한 만큼 그 제트 역시 강력합니다. 수천 광년에 걸쳐 뿜어내는 강력한 제트는 블랙홀의 제트 현상을 연구하는 과학자들에게 주요 관측 대상이었습니다. 블랙홀의 제트는 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 그 안으로 들어가지 못하고 일부가 자전축 방향으로 양쪽으로 뿜어져 나오는 현상으로 강력한 자기장이 그 원인으로 생각되고 있습니다.
하지만 M87 블랙홀의 제트가 아무리 강력하다고 해도 5300만 광년이라는 먼 거리 때문에 자세히 관측하는데 다소 어려움이 있는 게 사실입니다. 제임스 웹 우주 망원경은 적외선 영역에서 M87 블랙홀의 제트를 역대 가장 상세히 관측해 많은 사실을 알아냈습니다. 특히 지구 방향으로 오는 제트 뿐 아니라 반대 방향으로 뿜어져 나오는 제트까지 관측했습니다.
제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라 (NIRcam)는 네 개의 적외선 파장 (0.90, 1.50, 2.77, 3.56 µm)에서 제트를 관측했습니다. 스페인 안달루시아 천체물리학 연구소 (IAA-CSIC)의 얀 뢰더 (Jan Röder)와 동료들은 이 데이터를 이용해 M87은하의 별과 주변 은하, 그리고 구상 성단에서 나온 빛을 제거하고 순수한 제트의 빛만 분리했습니다.
그 결과 제트의 모습이 상세하게 드러난 것은 물론 반대 방향으로 진행되는 제트의 모습도 확인할 수 있었습니다. 특히 2.77/3.56 µm 파장에서는 반대 방향 제트가 두 개의 필리멘트 및 핫 스팟과 연결되어 C자 형태를 한 것도 확인할 수 있었습니다. 그 이유에 대해서는 앞으로 연구가 필요합니다.
제임스 웹 우주 망원경은 기대 이상의 성과를 거두면서 천문학의 역사를 새로 쓰고 있습니다. 하지만 더 자세히 우주를 들여다보기 위해서는 더 강력한 망원경이 필요합니다. 앞으로 기초 과학에 대한 투자가 멈추지 말고 계속되어야 인류가 우주의 진리에 더 가까이 다가갈 수 있을 것입니다.
참고
https://phys.org/news/2025-10-infrared-james-webb-telescope-reveals.html
Jan Röder et al, The infrared jet of M87 observed with JWST, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556577
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