Sachverhalt: A. A.a X._ (geb. 1971), aus Syrien stammend, gelangte am 19. September 1995 in die Schweiz und reichte ein Asylgesuch ein, das am 18. Januar 1996 abgelehnt wurde. Dagegen erhob er am 19. Februar 1996 Beschwerde. Am 25. Oktober 1996 heiratete er die Schweizer Bürgerin A._ (geb. 1958). In der Folge erhielt er eine Aufenthaltsbewilligung im Kanton Zürich. Seine Asylbeschwerde zog er am 21. November 1996 zurück. A.b Am 31. Juli 2000 ersuchte X._ gestützt auf seine Ehe um erleichterte Einbürgerung. Die Eheleute unterzeichneten am 3. April 2002 zuhanden der Einbürgerungsbehörde eine gemeinsame Erklärung, wonach sie in einer tatsächlichen, ungetrennten, stabilen ehelichen Gemeinschaft an derselben Adresse zusammenlebten und weder Trennungs- noch Scheidungsabsichten bestünden. Ferner nahmen die Ehegatten unterschriftlich zur Kenntnis, dass die erleichterte Einbürgerung nicht möglich ist, wenn vor oder während des Einbürgerungsverfahrens einer der Ehegatten die Trennung oder Scheidung beantragt hat oder keine tatsächliche eheliche Gemeinschaft mehr besteht, und dass die Verheimlichung dieser Umstände zur Nichtigerklärung der Einbürgerung führen kann. Am 22. April 2002 wurde X._ erleichtert eingebürgert und erwarb die Bürgerrechte des Kantons Aargau und der Gemeinde Zofingen. A.c Am 15. August 2003 wurde die Ehe von X._ mit A._ geschieden. Am 31. August 2004 heiratete X._ in Damaskus eine syrische Staatsangehörige (geb. 1985). A.d Das Bundesamt für Migration (BFM) teilte X._ am 30. April 2004 mit, dass gegen ihn ein Verfahren auf Nichtigerklärung der erleichterten Einbürgerung eröffnet worden sei. Am 18. April 2007 erteilte der Kanton Aargau als Heimatkanton von X._ die Zustimmung zur Nichtigerklärung. Mit Verfügung vom 20. April 2007 erklärte das BFM die erleichterte Einbürgerung von X._ für nichtig. X._ beschwerte sich am 18. Mai 2007 gegen die Verfügung des BFM beim Bundesverwaltungsgericht. Dieses wies die Beschwerde mit Urteil vom 24. August 2009 ab. Es ging dabei von der tatsächlichen Vermutung aus, dass spätestens mit Zeitpunkt der erleichterten Einbürgerung keine stabile eheliche Gemeinschaft zwischen dem Beschwerdeführer und seiner schweizerischen Ehefrau mehr bestanden habe und die erleichterte Einbürgerung erschlichen worden sei, und hielt dafür, dass diese tatsächliche Vermutung nicht habe umgestossen werden können. B. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragt X._, es sei das Urteil des Bundesverwaltungsgerichts aufzuheben und auf die Nichtigerklärung der Einbürgerung zu verzichten (Ziff. 1). Es sei der Beschwerde die aufschiebende Wirkung zu erteilen (Ziff. 2) und das Verfahren bis zum Wiedererwägungsentscheid des Bundesverwaltungsgerichts zu sistieren (Ziff. 3). Eventualiter seien die Akten an die Vorinstanz zurückzuweisen mit der Auflage, den Sachverhalt zu ergänzen und dem Beschwerdeführer Gelegenheit zu geben, sich im Rahmen des rechtlichen Gehörs dazu zu äussern (Ziff. 4). Ferner ersucht der Beschwerdeführer um unentgeltliche Rechtspflege im bundesgerichtlichen Verfahren (Ziff. 5). C. Das Bundesverwaltungsgericht widersetzt sich dem Sistierungsantrag. Im Übrigen erachtet es die Beschwerde als unbegründet. Das BFM schliesst auf Beschwerdeabweisung und verzichtet auf eine weitere Stellungnahme. Der Beschwerdeführer liess sich nochmals vernehmen. D. Mit Verfügung vom 28. Oktober 2009 hat der Präsident der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung des Bundesgerichts der Beschwerde aufschiebende Wirkung zuerkannt und das Sistierungsgesuch abgewiesen.