막심해(莫心海)
【정견뉴스】
지난 2월 22일 영국 왕립천문학회 웹사이트에 텍사스 대학과 애리조나 대학의 천문학자들이 아주 초기 우주에서 알려진 가장 극단적인 은하 중 하나에서 빠르게 성장하는 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 은하와 그 중심에 있는 블랙홀의 발견은 최초의 초거대질량 블랙홀의 형성에 대한 새로운 단서를 제공한다.
칠레 아타카마에 위치한 대형 전파 망원경 알마(ALMA)를 이용한 관측을 통해, 연구팀은 이 새로운 초거대질량 블랙홀을 포함한 COS-87259라는 이름의 은하가 우리 은하의 1000배의 속도로 별을 형성하고 태양 질량 10억 배 이상의 우주먼지를 포함한 매우 극단적인 은하임을 확인했다. 이 은하는 새로운 별이 빠르게 형성되면서 그 중심에서 끊임없이 커지는 초거대질량 블랙홀 모두에서 밝은 빛을 방출한다.
이 초거대질량 블랙홀은 우주 ‘먼지’가 심하게 덮인 새로운 유형의 원시 블랙홀로 여겨지는데 방출하는 거의 모든 빛이 전자기 스펙트럼 중 적외선 범위에 있다. 연구원들은 또 끊임없이 성장하는 이 초거대질량 블랙홀(흔히 활동은하핵이라고 한다)이 강력한 물질 제트기류를 만들어 빛의 속도에 가까운 속도로 숙주 은하를 통과한다는 것을 발견했다.
오늘날 우리 태양의 수백만 배에서 수십억 배의 질량을 가진 블랙홀은 거의 모두 은하의 중심에 자리 잡고 있다. 이 초거대 블랙홀들이 어떻게 처음 형성되었는지는 과학자들에게 미스터리로 남아있는데, 특히 우주가 아주 어렸을 때 이 물체들 중 몇 개가 발견되었기 때문이다. 이러한 광원에서 나오는 빛이 우리에게 도달하는 데 너무 오랜 시간이 걸리기 때문에, 우리는 그것들이 과거에 존재했던 것을 본다. 이 경우, 빅뱅으로부터 불과 7억 5천만 년 후, 이것은 우주의 현재 나이의 약 5%에 불과하다.
특히 놀라운 것은 이번 발견이 보름달 크기 10배미만의 비교적 작은 하늘 부분에서 확인되었다는 것인데, 이것은 매우 초기 우주에 수천 개의 유사한 근원이 있을 수 있음을 시사한다. 이것은 이전에는 전혀 예상하지 못한 것이다.
초기 우주에서 우리가 알고 있던 다른 유일한 초거대 블랙홀은 퀘이사인데, 퀘이사는 비교적 우주 먼지에 가려지지 않은 활동적인 블랙홀이다. 하지만 퀘이사가 COS-87259와 유사한 거리에서 발견되는 경우는 아주 드물고, 전체 하늘에서 불과 수십 개에 불과하다. COS-87259와 그 블랙홀의 놀라운 발견은 매우 초기 초거대질량 블랙홀이 아주 많음을 시사하며 또한 그것들이 전형적으로 형성되는 은하의 유형에 대해 몇 가지 의문을 제기한다.
이 논문의 주 저자이자 텍사스 대학 박사 후 연구원 라이언 엔드리는 “이번 결과는 매우 초기의 초거대 블랙홀이 종종 먼지에 의해 심하게 가려져 있었음을 암시하는데, 아마도 그들 숙주 은하에서의 강력한 별 형성 활동 때문일 것이다.”라고 했다.
그는 “그 누구도 초기 우주에서 이런 종류의 물체를 발견할 거라 예상하지 못했지만, 그것의 발견은 수십억 개의 태양 질량 블랙홀이 우주의 생애에서 어떻게 그렇게 일찍 형성될 수 있었는지 또 가장 거대한 은하가 어떻게 처음으로 진화했는지에 더 잘 이해할 수 있게 해준다”라고 덧붙였다.
참고자료: https://ras.ac.uk/news-and-press/news/new-discovery-sheds-light-very-early-supermassive-black-holes
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/281819