132억 년 된 '최고령' 블랙홀 발견…"우주 초기부터 존재"

최고령 블랙홀. 미국 항공우주국(NASA) 제공

 
우주의 탄생인 빅뱅 이후 4억7천만년 뒤 만들어진 나이 132억살의 최고령 블랙홀이 발견됐다.

AP 통신에 따르면 미국 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경과 찬드라 X선 관측소는 6일(현지시간) 과학저널 네이처 천문학(Nature Astronomy)에서 이같이 발표했다. 이번 발견은 과학저널 '천체물리학 저널 레터스'에도 동반 게재됐다.

우주의 나이가 137억년 정도인 것을 감안할 때 이 블랙홀은 빅뱅 이후 4억7천년 뒤에 생성돼 나이가 132억살 정도로 추정된다.

이는 관측 이래 가장 오래된 것으로, 이 블랙홀의 크기는 우리은하에 있는 것보다 10배 가량 더 큰 것으로 드러났다.

연구진은 블랙홀의 무게가 해당 은하계에 있는 별들의 총 질량의 10∼100%에 달할 것으로 보인다고 밝혔다.

이는 우리은하나 인근 은하계의 블랙홀 무게가 보통 별들의 질량의 0.1%로 측정되는 것에 비하면 어마어마한 규모라고 연구진은 덧붙였다.

연구진은 “이렇게 거대한 것이 존재하기에는 정말 이른 시기였다”며 “이 블랙홀이 이렇게 이른 시기부터 자신의 은하계와 함께 계속 존재해왔다는 게 매우 놀랍다”고 말했다.

이번 블랙홀의 존재는 엑스선 관측을 통해 확인됐다.

연구진은 엑스선을 통해 블랙홀의 존재를 "의심할 여지 없이" 확인했다며, 엑스선을 이용해 "블랙홀 안으로 중력에 의해 점점 더 빠른 속도로 빨려 들어가는 가스의 존재를 포착할 수 있으며 엑스선 안에서 가스가 빛을 내는 것을 볼 수 있다"고 설명했다.

연구진은 이 블랙홀이 준항성 천체인 퀘이사(quasar)인 것으로 보이며, 점점 더 그 크기가 커지면서 가스가 눈부시게 밝은 빛을 내고 있다고 덧붙였다.

이번에 발견된 것보다 더 오래된 블랙홀이 조만간 관측될 가능성도 있다.

과학자들에 따르면 제임스웹 망원경은 이번에 발견된 것보다 2천900만년 더 오래된 블랙홀 추정체를 발견했으나 아직 엑스선을 통해 그 존재가 검증되진 않은 상태다.

연구진은 더 오래된 초기의 블랙홀이 발견될 것이라며 "우주의 새로운 창이 하나 열릴 것이라고 기대하고 있으며, 이번 발견은 그 첫 시작이라고 생각한다"고 말했다.

또한 제임스웹 망원경과 찬드라 망원경은 이번에 중력 렌즈 기술을 이용해 블랙홀과 이 블랙홀이 위치한 은하계 'UHZ1'을 확대하는 데 성공했다. 이 망원경은 지구에서 32억광년 떨어진 곳의 가까운 은하계에서 나오는 빛을 이용해 UHZ1과 블랙홀을 확대했다.

김수연 온라인 뉴스 기자 ksy12@segye.com