천쥔춘(陳俊村)
【정견뉴스】
미국 NASA의 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 ‘작은 붉은 점’ GLIMPSE-17775. (NASA, ESA, CSA, Vasily Kokorev (UT Austin); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI))
천문학자들이 초기 우주에서 극도로 밝은 붉은 점을 발견했으며, 이는 새로운 유형의 천체에 속하는 것으로 보이다. ‘블랙홀 별(black hole star)’로 명명된 이 천체는 거대한 항성처럼 보이지만, 에너지를 생성하는 방식은 항성이 아니라 블랙홀에 더 가깝다.
미국 매사추세츠 공과대학교(MIT)가 2026년 8월 12일 발표한 보도자료에 따르면, 천문학자들이 미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)을 통해 우주 대폭발(빅뱅) 후 수억 년이 지난 초기 우주에서 이 붉은 점을 관측했다고 밝혔다.
이 천체는 거대한 항성과 매우 닮았으며, 그 부피는 태양계 전체와 맞먹는다. 하지만 이 천체가 방출하는 에너지는 지금까지 알려진 어떤 항성이 만들어낼 수 있는 에너지보다 1,000억 배나 더 크다. 사실 이 수준의 에너지는 블랙홀이 생성할 수 있는 에너지와 더 유사하다.
이러한 기묘한 조합은 이 붉은 점이 완전히 새로운 유형의 천체임을 보여준다. 천문학자들은 이를 ‘블랙홀 별’이라고 부른다.
이 기묘한 붉은 점에 대한 천문학자들의 가장 합리적인 설명은 그것이 블랙홀과 항성의 혼합체라는 점이다. 이러한 조합은 이전에 결코 관측된 적이 없다. 이 천체는 밀도가 극도로 높은 가스 구름일 가능성이 크며, 그 에너지의 원천은 표준적인 핵융합이 아니라 중심에 있는 블랙홀이다.
만약 이 밝은 붉은 점이 진정으로 ‘블랙홀 별’이라면, 이는 다른 수수께끼의 ‘작은 붉은 점들’의 정체를 밝히는 데 도움이 될 것이다. 이 ‘작은 붉은 점들’은 제임스 웹 우주망원경이 지금까지 촬영한 거의 모든 심우주 사진에 등장하고 있다.
이번 연구의 주요 보고서 작성자인 NASA 및 MIT 연구원 로한 나이두(Rohan Naidu)는 다음과 같이 말했다. “이러한 ‘작은 붉은 점들’은 초기 우주에서는 도처에 널려 있던 것으로 보이지만, 오늘날에 이르러서는 거의 완전히 사라졌습니다. 이 천체들이 도대체 무엇인지는 제임스 웹 우주망원경 시대에 가장 치열하게 논쟁이 벌어진 주제 중 하나였습니다.”
우연히 발견한 밝은 붉은 점
이번 연구에서 나이두와 동료들은 의도적으로 ‘블랙홀 별’을 찾았던 것은 아니다. 그들은 원래 초기 우주에서 가장 멀고 가장 오래된 은하를 수색하고 있었다. 그러다 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 사진 속에서 매우 밝은 붉은 점을 발견했다.
이 붉은 점의 생성 원인을 고찰하기 위해 연구진은 다양한 상황을 가정하여 시뮬레이션을 진행했으며, 그 목적은 어떤 천체물리학적 특성의 조합이 이 붉은 점의 독특한 색상을 만들어낼 수 있는지 이해하는 데 있었다.
나이두는 “외관상으로는 약간 항성처럼 보이지만 밝기는 무려 1,000억 배나 더 높았습니다. 이는 이것이 핵융합에 의해 구동될 수 없다는 것을 의미합니다. 결국 핵융합이야말로 우리가 알고 있는 모든 항성의 핵심 에너지 원천이기 때문입니다”라고 말했다.
그러나 블랙홀은 종종 연구진이 관측한 것과 같은 수준의 에너지를 생성할 수 있다. 이에 따라 그들은 ‘블랙홀 별’의 밝기를 시뮬레이션하고 이를 그 붉은 점의 밝기와 비교하여 마침내 가장 잘 부합하는 상황을 찾아냈다.
그들은 이 붉은 점을 설명할 수 있는 가장 유력한 경우가 바로 ‘블랙홀 별’이라고 결론지었다. 그리고 이 ‘블랙홀 별’을 MoM-BH*-1이라고 명명했다.
구체적으로 이 천체는 질량이 태양의 약 10만 배에 달하는 중심 블랙홀을 포함하고 있을 수 있다. 이 강력한 코어는 치밀하고 항성과 유사한 수소 가스 고치에 둘러싸여 있으며, 이 수소 가스 고치의 크기는 대략 태양계 전체와 맞먹는다.
상술한 연구 성과는 8월 12일 《네이처(Nature)》 학술지에 게재되었다.