[뉴스스페이스=김정영 기자] 천문학계가 혁신적 시민과 과학 협업을 통해 70억 광년 떨어진 곳에서 지금까지 발견된 것 중 가장 강력하면서도 먼 ‘이상 라디오 원(ORC, Odd Radio Circle)’을 찾아냈다. 이 신비로운 고리는 새로운 우주 탐사의 문을 여는 동시에, 은하 및 초대질량 블랙홀의 진화과정에 대한 통념을 뒤흔든다.

Royal Astronomical Society 공식 발표, Phys.org, RepublicWorld.com, Wikipedia(ORC 항목), arxiv.org에 따르면, 이 사상 최대·최원거리의 ORC는 ‘RAD J131346.9+500320’란 명칭과 함께 기록됐다. 약 70억 광년(적색이동 z~0.94) 떨어진 이 천체는 기존 ORC의 미스터리했던 고리 구조를 한 단계 넘어, 관측 역사상 두 번째로 ‘쌍고리(dual ring)’ 형태를 보여 과학자들에게 또 다른 해석의 실마리를 던진다.

이번 발견이 특별한 이유는 단순히 기록적인 거리와 강력함 때문만이 아니라, 두 개의 교차하는 라디오 빛의 고리라는 독특한 구조를 지니고 있기 때문이다.

관측은 유럽 최대 저주파 전파망원경 네트워크인 LOFAR와 인도 뭄바이 대학, 그리고 시민과학 플랫폼 RAD@home Astronomy Collaboratory의 혁신적 협업을 통해 실현됐다. LOFAR 망원경은 10~240MHz의 저주파 영역에서 수집된 데이터를 바탕으로, 이 희귀한 코스믹 링을 발견하게 됐다.

초거대 규모와 시민참여가 이끈 발견

ORC는 최근 6년(최초 발견 2019년)에 걸쳐 10~20개가량만이 확인된 희귀 천문 현상으로, 대부분의 직경은 우리 은하의 10~20배, 즉 수백만~수천만 광년에 해당한다. RAD J131346.9+500320의 경우 쌍고리까지 더해져 그 진귀함이 배가된다.

이 작업은 자동화된 소프트웨어가 아닌, 시민 참여 연구팀이 직접 눈으로 데이터를 찾아낸 점도 과학계에 신선한 충격을 주고 있다. 뭄바이 대학의 호타 박사는 “시민과학자와 전문천문학자의 협업으로 새로운 우주의 경계를 열었다”고 자평했다.

극한 물리현상…‘코스믹 링’ 3종 추가 발견

연구진은 이번 쌍고리 ORC 외에도, 직경 300만 광년에 달하는 RAD J122622.6+640622(은하 폭의 25배, 제트와 10만 광년 고리 동반), 140만 광년에 달하는 RAD J142004.0+621715(비대칭 제트 및 고리 구조) 등 2개의 초대형 라디오 고리를 추가로 포착했다.

이들은 모두 100조 태양질량급 은하단 중심부에 자리하며, 약 1000만 도 고온의 희박가스와 블랙홀에서 분출하는 상대론적 플라스마 제트와의 강한 상호작용에 의해 형성되는 것으로 분석됐다. 학계에서는 "ORC 및 라디오 링이 고립된 호기심거리가 아니라, 블랙홀 제트·은하풍 등 극한 물리 환경의 부산물일 가능성"이라는 해석이 새롭게 설득력을 얻고 있다.

ORC 기원 논쟁과 차세대 관측 전망

주요 형성 원인으로는 충돌하는 초대질량 블랙홀의 거대 충격파, 또는 은하 슈퍼윈드의 작용 등이 지목된다. 하지만 “정확한 생성 메커니즘은 여전히 논란 중”이라며, 이는 앞으로의 우주 과학의 도전 과제임을 시사했다.

2020년 이후 검증된 ORC는 공식적으로 8건 내외(추정 최대 14건)에 불과하며, 대부분이 전파 파장대에서만 확인된다. 실제 관측결과, 광학·적외선·X선 영역에서는 존재가 드러나지 않으며, 거대한 전파 고리만이 우주 암흑 속에서 유령처럼 빛난다.

내년 가동할 ‘스퀘어 킬로미터 어레이(SKA)’와 ‘루빈 천문대 LSST’, ‘DESI’ 등 대형 전파·광학망이 본격 가동되면, 이 미지의 우주 고리를 대량 탐지·연구할 길이 열릴 전망이다.