가장 오래된 블랙홀 발견…"크기도 태양의 3억 배" [우주로 간다]

제임스웹 우주 망원경, 역대 최고(古) 블랙홀 관측

제임스웹 우주 망원경(JWST)이 빅뱅 이후 5년, 지금으로부터 133억년 전에 존재했던 블랙홀을 발견했다고 라이브사이언스, CNBC 등 외신들이 12일(현지시간) 보도했다.

미국 텍사스대학 오스틴 캠퍼스 앤서니 테일러가 이끄는 연구진은 ‘CAPERS-LRD-z9’이라는 이름의 은하에서 블랙홀을 관측해 국제 학술지 ‘천체물리학저널 레터스(Astrophysical Journal Letters)’에 발표했다.

이번에 발견된 블랙홀은 CAPERS-LRD-z9 은하에서 관측됐다. 중심에 있는 초대질량 블랙홀은 두꺼운 가스 구름에 둘러싸여 있어 은하가 독특한 붉은색을 띠는 것으로 추정된다. (사진=텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스)

해당 논문 공동 저자 앤서니 테일러는 "블랙홀을 찾을 때 이는 과거로 갈 수 있는 최대치"라며, "우리는 현재 기술로 감지할 수 있는 것의 한계를 뛰어넘고 있다"고 밝혔다.

CAPERS-LRD-z9는 초기 우주의 거대 질량 블랙홀을 품고 있으며, 붉은 빛을 내뿜는 작은 ‘리틀 레드 닷(Little Red Dot)’이라는 은하 유형이다. 리틀 레드 닷 은하는 빛이 먼 거리를 이동하면서 파장이 길어지는 적색편이 현상과 블랙홀 주변을 둘러싼 가스와 먼지로 인해 파장이 길어지며 붉게 보인다.

연구진들은 이번에 분광학을 통해 블랙홀을 발견했다. (사진=텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스)

텍사스 오스틴 대학 천문학자이자 해당 논문 공동저자 스티븐 핑켈스타인은 "리틀 레드 닷 은하의 발견은 초기 JWST 데이터에서 아주 놀라운 일이었다. 허블 우주 망원경으로 관측한 은하와는 전혀 다른 모습이었기 때문”이라고 밝혔다.

이번에 관측된 블랙홀이 더 놀라운 점은 크기가 무려 태양의 약 3억 배, 질량은 태양의 3천800만 배에 달하며 우리 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’보다 약 10배 더 무겁기 때문이다.

연구진들은 JWST와 빛을 여러 파장과 색으로 분리하는 분광학 기술로 이 블랙홀을 발견했다. 그들은 더 멀리 있는 블랙홀 후보군들을 발견했지만, 분광학을 통해 확인된 것 중 가장 오래된 블랙홀은 이것이라고 설명했다.

후속 연구를 통해 연구진은 먼 우주에서 이보다도 더 오래된 블랙홀을 찾을 예정이다. "JWST는 하늘의 아주 작은 영역만 관측할 수 있다"며, "그래서 우리가 하나를 발견하면, 저 너머에는 훨씬 더 많은 것이 있을 것”이라고 핑겔스타인은 밝혔다.