“태양 1조 개 밝기”…우주가 4살 때 나타난 ‘괴물 블랙홀’ 발견 [달콤한 사이언스] 작성일 07-07 25 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xhkre8Dgyq"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f1bc636f91af16de0ab2673b7e4ab6bec5d0dd66fe68c7e97cba9db8ee5fbc16" dmcf-pid="y47bGlqFCz" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/07/seoul/20260707174219334xutg.png" data-org-width="660" dmcf-mid="PdI7TOUZvb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/07/seoul/20260707174219334xutg.png" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="b08f77258d4efdc0946f753c881d0f4d48f0bb6594f7e778ede54224eaf8ea6c" dmcf-pid="WK3uvspXT7" dmcf-ptype="general">138억 년 우주 역사에서 빅뱅 직후 최초의 6억 7000만 년은 여전히 베일에 싸여 있다. 우주를 여든 살 노인에 비유하면 네 살 정도일 때다. 그런데 이 무렵에 이미 태양 1조 개에 맞먹는 빛을 내뿜는 괴물 천체들이 존재했다는 사실이 확인됐다.</p> <p contents-hash="048039de43e1c76084da401b4b5533f0edc1f594da9512287d73b6e94acd773f" dmcf-pid="Y907TOUZCu" dmcf-ptype="general">유럽우주국(ESA), 미국 캘리포니아 산타바바라대(UCSB), 네덜란드 레이던대 공동 연구팀은 유클리드 우주망원경이 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 퀘이사 31개를 무더기로 찾아냈다고 7일 밝혔다. 이 중 거대 블랙홀이 동력원인 은하핵 2개는 우주의 나이가 현재의 5%에 불과한 6억 7000만 년이었을 때 태양 1조 개에 맞먹는 빛을 내뿜고 있었다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학’ 7월 6일 자에 실렸다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="29df8647cf6858e71bb457ab72983b8d7709b34e6a7776fb5090f88c857ef77c" dmcf-pid="G2pzyIu5TU" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="퀘이사는 거대하고 밝은 은하가 겪는 짧은 생애 단계로 막대한 양의 물질이 중심부의 초대 블랙홀로 나선형으로 빨려 들어가며 이 과정에서 고에너지 빛을 방출합니다. 퀘이사는 우주에서 가장 밝은 천체로 은하 전체보다 수백 배에서 수천 배 더 밝게 빛납니다. 그림은 퀘이사의 가상도. 유럽우주국(ESA) 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/07/seoul/20260707174220593dfgc.jpg" data-org-width="660" dmcf-mid="Qz53CDtWvB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/07/seoul/20260707174220593dfgc.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 퀘이사는 거대하고 밝은 은하가 겪는 짧은 생애 단계로 막대한 양의 물질이 중심부의 초대 블랙홀로 나선형으로 빨려 들어가며 이 과정에서 고에너지 빛을 방출합니다. 퀘이사는 우주에서 가장 밝은 천체로 은하 전체보다 수백 배에서 수천 배 더 밝게 빛납니다. 그림은 퀘이사의 가상도. 유럽우주국(ESA) 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="53f285d7ce70cdad7b4df8f175a9f91d2fc0b312946f5cb1bc2a3720be064cfa" dmcf-pid="HVUqWC71lp" dmcf-ptype="general">퀘이사는 우주에서 가장 밝고 에너지가 넘치는 천체로 은하 중심의 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 대량으로 집어삼키는 과정에서 만들어진다. 퀘이사는 은하의 일생에서 짧게 지나가는 한 단계지만 초대질량 블랙홀로 대량의 물질이 소용돌이치며 빨려 들어가면서 막대한 에너지가 방출돼 극단적으로 밝은 빛을 낸다. 이에 엄청난 우주적 거리에서도 관측이 가능하다. 자기가 속한 은하 전체보다 수백 배에서 수천 배 밝게 빛나는 경우도 흔히 볼 수 있다.</p> <p contents-hash="d2dd321d77520dac760dc6356c63ae2bed1e7cb028f41279ed260f0891e44737" dmcf-pid="XfuBYhztW0" dmcf-ptype="general">퀘이사는 초대질량 블랙홀이 어떻게 형성되는지 이해하는 데 가장 좋은 단서를 제공하기 때문에 천체물리학자들의 관심 대상이다. 그러나 태양 질량의 수십억 배에 달하는 괴물 천체들은 우주가 유아기였을 때도 존재하고 있었는데 어떻게 그토록 빨리, 그리고 거대하게 자라는지는 명확히 알지 못한다. 더군다나 빅뱅 후 약 7억 7000만 년 이전에는 퀘이사를 만들 만큼 크게 자란 은하 자체가 거의 없어 이 시기 퀘이사는 극히 드물다. 설령 존재하더라도 원시 퀘이사의 빛은 희미한 데다 우리와 가까이 있는 별들의 신호와 혼동되기 쉬워 탐지가 어려웠다.</p> <p contents-hash="35a9fa9bb4dbef3194b6eee9fa14569fc2449e9741adfdae939b507b7a78b37c" dmcf-pid="Z47bGlqFy3" dmcf-ptype="general">2023년 ESA는 암흑물질과 암흑에너지의 비밀을 풀기 위해 유클리드 우주망원경을 발사했다. 유클리드는 지구 대기의 적외선 방해가 없는 우주에서 넓은 하늘을 깊게 훑을 수 있어 초기 우주 천체 탐색에서 최적의 도구다. 유클리드의 광역 탐사 데이터를 분석한 결과 우주 나이가 현재 5%에 불과했던 초기 우주에서 31개의 새로운 퀘이사를 발견했다. 그중 가장 오래된 두 천체인 ‘EUCL J172902.75+641018.1’과 ‘EUCL J125308.55+705432.3’의 적색이동은 각각 7.77과 7.69로 역대 가장 오래된 퀘이사로 확인됐다. 적색이동(redshift)은 우주 팽창으로 천체의 빛 파장이 붉은 쪽으로 늘어나는 정도를 의미하는데 값이 클수록 더 멀고 오래된 천체다. 적색이동 7은 우주 나이가 현재의 6%도 안 되던 시점에 해당한다. 둘 다 130억 광년이 조금 넘는 거리에 있으며 우주 최초 6억 7000만 년 사이에 모습을 드러낸 것으로 밝혀졌다. 이 가운데 두 번째로 오래된 퀘이사를 정밀 관측한 결과 먼지와 가스로 가득 차 맹렬하게 새 별을 만들고 있는 은하 속에 파묻혀 있는 것으로 확인됐다. 초기 초대질량 블랙홀을 품은 모(母)은하가 어떤 모습일지 짐작게 하는 부분이다.</p> <p contents-hash="75add3bd31801a0d58471898e73aeb08c07a7be6999edbc95fc55c67f2bfae58" dmcf-pid="58zKHSB3yF" dmcf-ptype="general">이번 발견으로 인류가 아는 적색이동 7 이상의 퀘이사 수는 단숨에 두 배 이상으로 늘었다. 지금까지는 적색이동 7 이상, 즉 우주 최초 7억 7000만 년에 해당하는 시기의 퀘이사를 10개 정도 찾는 데 10년 넘게 걸렸지만 유클리드는 1년 만에 그보다 더 많은 수의 퀘이사를 발견했다는 점도 이번 연구에서 눈길을 끄는 부분이다. 연구팀은 수천만 개 광원 속에서 퀘이사와 거의 똑같아 보이는 별들을 걸러내는 기계학습 알고리즘을 수년에 걸쳐 개발했으며 새 퀘이사의 3분의 2는 미국 하와이 켁(Keck) 망원경 후속 관측으로 확인됐다.</p> <p contents-hash="bf60186b18ae0eadf0013aeb9defd8e9828bc3573e879531bf322d1fc402ba8a" dmcf-pid="16q9Xvb0Tt" dmcf-ptype="general">이 퀘이사들은 ‘재이온화 시기’로 불리는 우주사의 전환기에 존재했다. 최초의 별과 은하들이 내뿜은 빛이 초기 우주를 채우고 있던 차갑고 어두운 중성 수소 안개를 걷어내던, 오늘날 우주의 무대가 마련된 결정적 시기다.</p> <p contents-hash="731b22023fe1915f8f763403045add53964f05f69185c1a1aeceaaa610b083b6" dmcf-pid="tPB2ZTKpy1" dmcf-ptype="general">연구를 이끈 조지프 헤너위 미국 UCSB 물리학과 교수는 “우주가 이제 막 시작됐을 무렵에 태양 질량의 수억 배에 달하는 블랙홀들이 발견되고 있는 등 시간을 거슬러 올라갈수록 퍼즐은 더 난해해진다”며 “적색이동 8, 즉 우주 최초 6억 3000만 년 이내의 퀘이사를 찾는 것이 다음 목표”라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="323e3f153f6ce1bdee3338dc3ba84b0fd752d51303e8b64779b6e45dd94badbe" dmcf-pid="FQbV5y9Uy5" dmcf-ptype="general">유용하 과학전문기자</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울신문. 무단전재, 재배포, AI 학습 및 활용 금지.</p> 관련자료 이전 ‘골재생 원천기술’ 이윤실 서울대 교수 “기초 연구 지속할 수 있는 안정적 지원 필요” 07-07 다음 AI 트래픽 폭증에 커지는 통신망 투자 부담…"비용 분담 새로 논의해야" 07-07 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
