제임스웹우주망원경이 잡아낸 초기 우주의 붉은 점은 가설 상의 천체 쿼시 별(Quasi-Star)의 대기일지 모른다는 주장이 제기됐다. 블랙홀 별(Black hole star)이라고도 하는 쿼시 별은 초기 우주에 존재했다고 여겨지는 극단적 질량 및 광도를 가진 가상의 항성이다.
미국 펜실베이니아주립대학교 천문학 연구팀은 이달 10일 국제 학술지 Astronomy & Astrophysics에 조사 보고서를 내고 제임스웹우주망원경의 관측 데이터에서 발견된 붉은 점이 쿼시 별의 대기일 가능성을 제기했다.
수수께끼의 작고 붉은 점들은 우주 탄생으로부터 불과 5억~7억 년 후의 것으로 파악됐다. 연구팀이 언급한 쿼시 별은 중심부에 초대질량 블랙홀을 안고 주위 물질을 빨아들이면서 에너지를 만들어 항성처럼 빛나는 천체다.
연구팀은 쿼시 별이 은하 중심에 자리하는 거대한 블랙홀들의 형성 초기 상황을 보여줄 잃어버린 고리라는 입장이다. 만약 이 가설이 맞는다면 초기 우주의 진화에 관한 새로운 정보를 얻을 것으로 학계는 주목했다.
우주는 팽창을 계속하면서 적색편이가 일어난다. 그 파장은 갈수록 확대돼 멀리 떨어진 천체일수록 붉게 보이는 적외선으로 변해간다. 제임스웹우주망원경은 아주 미세한 적외선까지 포착할 수 있어 약 130억 년 이상 전, 그러니까 우주가 탄생한 지 얼마 되지 않은 시대의 천체를 관측할 수 있다.
펜실베이니아주립대 미와 케이코 로스 교수는 “제임스웹우주망원경이 데뷔한 2022년 최초 관측 데이터에는 수수께끼의 작은 붉은 점이 여럿 포함됐다”며 “이는 빅뱅으로부터 불과 5억~7억 년 뒤에 존재한 것으로 당초에는 성숙한 은하일 가능성이 제기됐다”고 전했다.
이어 “이 가설이 맞는다면 초기 우주에는 현재의 우리은하와 같은 대규모 은하가 이미 존재했다는 이야기가 된다”며 “은하는 여러 항성이 모여 구성되므로 색이나 밝기는 항성들의 분포에 따라 결정된다. 붉은빛은 나이가 든 저온의 항성이 많다는 의미인데, 작고 붉은 점은 성숙한 은하 치고는 너무 밝았다”고 언급했다.
이런 이유로 연구팀은 새로운 가설을 세웠다. 작고 붉은 점이 수많은 항성의 그룹이 아니라 하나의 거대한 천체, 즉 쿼시 별일 가능성을 떠올린 연구팀은 본격적인 검증에 나섰다.
미와 교수는 “대개 항성은 내부에서 핵융합 반응이 일어나 에너지를 만들지만 쿼시 별은 다르다”며 “그 중심에는 초대질량 블랙홀이 존재하고, 주위를 둘러싼 거대한 가스 구체가 블랙홀에 의해 빨려 들어가는 과정에서 어마어마한 빛을 낸다”고 설명했다.
교수는 “관측된 빛의 파장은 차가운 항성과 비슷한 특징을 보였지만, 그 밝기는 도저히 항성이라고 볼 수 없이 밝았다”며 “현재로서는 작고 붉은 점은 블랙홀을 안은 특수한 천체가 전혀 다른 구조로 빛을 내는 것으로 봐야 한다”고 강조했다.
학계는 이번 연구가 쿼시 별의 실증으로 이어질 경우, 블랙홀이 탄생하고 성장하는 과정의 초반 상황을 이해할 기회라고 평가했다. 연구팀은 제임스웹우주망원경이 잡아낸 붉은 점은 은하 중심에 초대질량 블랙홀이 형성되는 수수께끼를 풀 열쇠라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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