제임스 웹 망원경, 태양 900만배 블랙홀 포착했다

美 연구팀 “130억년 이전 가장 오래된 활동성 초대질량 블랙홀”

제임스 웹 망원경이 최근 포착한, 태양 900만 배에 달하는 블랙홀 모습. 나사(미 항공우주국) 등 제공.

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 ‘빅뱅(Big Bang)’으로 우주 역사가 시작된 지 5억 7000만 년밖에 지나지 않은 시점의 초기 은하(CEERS 1019)에서 지금까지 발견된 것 중 가장 먼 초대질량 블랙홀을 포착했다.

미국 오스틴 텍사스대 스티븐 핀켈스타인 교수팀은 7일 과학저널 ‘천체물리학 저널 레터스’(The Astrophysical Journal Letters)에서 JWST의 ‘우주 진화 초기 방출 과학(CEERS)’ 조사 데이터를 분석해 태양 질량 900만배 크기의 이 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 연구팀은 CEERS 1019 은하의 블랙홀 외에도 빅뱅 후 각각 10억 년과 11억 년 지난 시점에 존재했던 더 작은 크기의 블랙홀 두 개도 추가로 확인했다. 연구팀은 빅뱅 후 4억 7000만~6억7500만년 사이에 존재했던 은하 11개도 추가 발견했다고 덧붙였다. CEERS 조사는 JWST에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선 장비(MIRI)로 초기 우주를 관측, 영상과 스펙트럼 데이터를 수집하는 프로그램이다.

연구팀이 발견한 이 블랙홀은 질량이 태양의 약 900만배로 추정된다. 다른 망원경들에 포착된 초기 우주 초대질량 블랙홀들이 보통 태양의 10억배 이상인 것에 비해서는 훨씬 작지만, 크기가 태양의 460만 배인 우리은하 중심 블랙홀에는 질량이 가까운 셈이다.

핀켈스타인 교수는 “이번에 발견한 3개의 블랙홀은 웹망원경 이전에는 너무 흐릿해 관측되지 않았다”면서 “지금까지 초기 우주 천체 연구는 대부분 이론적이었는데 웹망원경을 통해 비로소 극히 먼 거리의 블랙홀과 은하를 관측하고 정확히 측정하는 게 가능해졌다”고 말했다. 핀켈스타인 교수는 “앞으로 JWST 관측 데이터를 초기 블랙홀이 어떻게 형성됐는지 설명하는 데 사용할 수 있을 것”이라며 “이를 통해 블랙홀이 우주 역사가 수억 년밖에 안된 시점에 어떻게 성장하고 진화했는지에 대한 모델을 수정해나갈 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

노성열 기자