제임스웹, 가장 오래된 초대질량 블랙홀 발견 [우주로 간다]

고대 블랙홀 CEERS 1019 은하서 발견

제임스웹 우주망원경(JWST)이 지금으로부터 130억년 전 생성된 가장 오래된 활동성 초대질량 블랙홀을 관측했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 6일(이하 현지시간) 보도했다.

이번 연구는 미국 텍사스대학 스티븐 핀켈스타인 교수가 주도한 연구로, 과학저널 '천체물리학 저널 레터스'(The Astrophysical Journal Letters)에 실렸다.

CEERS 조사로 관측된 넘는 은하계의 모습 (사진=NASA, ESA, CSA, Steve Finkelstein(UT Austin), Micaela Bagley(UT Austin), Rebecca Larson(UT Austin)

이번에 발견된 블랙홀은 ‘우주 진화 조기 방출 과학’(CEERS) 조사의 일환으로, JWST가 큰곰자리와 목동 자리 사이의 공간을 수집한 데이터를 사용하여 발견됐다.

블랙홀이 있는 CEERS 1019 은하는 빅뱅 이후 약 5억 7천만년이 지난 우주 생성 초기에 형성된 것으로 조사됐으며, CEERS 1019 중심에 있는 활동성 초대질량 블랙홀의 무게는 태양 질량 900만 배로 비교적 가벼운 것으로 조사됐다.

일반적으로 초기 우주에 있는 대부분의 초대질량 블랙홀은 무게가 약 태양 질량의 10억 배가 넘어 더 밝고 감지하기 쉽다고 알려져 있다. 때문에 CEERS 1019 블랙홀의 상대적으로 작은 크기는 다소 수수께끼라고 연구진은 말했다.

이번 조사로 발견된 블랙홀 3개 가장 멀리 떨어져 있는 활동성 초대질량 블랙홀 CEERS 1019과 빅뱅 이후 10억 년 후에 존재했던 CEERS 746, 11억 년 후 CEERS 2782을 표현한 그래프(사진= NASA, ESA, CSA, Leah Hustak(STScI). 과학: Steve Finkelstein(UT Austin))

연구진은 이 블랙홀의 크기는 작지만 만들어진 시기가 다른 블랙홀들보다 훨씬 오래됐기 때문에 어떻게 빠른 속도로 초대질량 블랙홀로 형성됐는지 설명하기 어렵다고 지적했다. 

연구진은 이 블랙홀 외에도 2개의 블랙홀과 은하 11개도 추가로 발견했다고 설명했다.

그 외에도 CEERS 자료를 통해 어떤 스펙트럼이 블랙홀과 은하에서 방출되는 것인지 구분이 가능했으며, 이를 통해 블랙홀이 흡수하는 가스의 양과 은하에서 별이 생기는 속도도 확인할 수 있었다고 연구진은 밝혔다.

해당 연구 주요 저자 중 한명인 미국 국립 광학·적외선 천문학연구실(NOIRLab)의 파블로 아라발하로(Pablo Arrabal Haro)는 "제임스웹이 보내준 멀리 떨어진 은하계의 매우 상세한 스펙트럼의 양에 압도당했다"며, "이 데이터는 너무도 놀랍다"고 밝혔다.