웹 망원경, '너무 많이 먹어치운' 거대 블랙홀 '잠자고 있는' 모습 발견

(CLO) 천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용하여 빅뱅 이후 불과 8억 년이 지난 지금, 조용히 "잠자고 있는" 초대질량 블랙홀을 발견했습니다.

태양 질량의 약 4억 배에 달하는 이 블랙홀은 은하계 가스와 먼지를 대량으로 흡수했고, 이로 인해 너무 많은 것을 섭취한 후 "잠"에 빠졌습니다.

12월 18일 네이처 저널에 발표된 이 발견은 초기 우주에서 초대질량 블랙홀이 어떻게 빠르게 성장했는지에 대한 의문을 더욱 복잡하게 만들었습니다.

이러한 블랙홀은 일반적으로 매우 크며, 대개 근처 우주의 거대 은하에서 발견되며, 그 질량은 모은하 전체 질량의 약 0.1%에 불과합니다. 그러나 이번 연구에서 발견된 블랙홀의 질량은 모은하 전체 질량의 약 40%에 해당합니다.

초거대질량 블랙홀은 일반적으로 더 큰 블랙홀들이 병합하고 모은하의 가스와 먼지를 흡수하여 성장하는 것으로 알려져 있습니다. 이 과정은 초거대질량 블랙홀이 생성되는 데 수십억 년이 걸리는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 JWST는 우주의 매우 초기, 즉 약 8억 년밖에 되지 않았을 때 이 크기의 블랙홀을 발견했습니다.

초기 우주의 과식 블랙홀이 곧 낮잠을 자려고 합니다. 일러스트: 구가용

놀라운 점은 엄청난 질량에도 불구하고 이 블랙홀이 다른 초거대질량 블랙홀처럼 빠른 속도로 가스와 먼지를 흡수하지 않는다는 것입니다. 오히려 매우 느린 속도로 물질을 흡수하는데, 이는 같은 블랙홀이 흡수할 수 있는 최대 속도의 약 1%에 불과합니다. 이 블랙홀은 다른 블랙홀처럼 밝게 빛나지 않기 때문에 "휴면 상태"를 유지하며 감지하기 어렵습니다.

이 블랙홀은 "잠자는" 상태에 있지만, 그 엄청난 질량 덕분에 여전히 관측 가능합니다. 블랙홀의 "잠자는" 상태는 또한 블랙홀이 속한 모 은하의 질량과 구조를 연구할 기회를 제공합니다.

연구팀의 일원인 로베르토 마이올리노는 이 블랙홀들이 "크게 태어났을" 가능성이 있다고 말했습니다. 즉, 처음부터 크게 형성되었을 가능성이 있다는 뜻입니다. 또 다른 가능성은 블랙홀들이 극심한 활동 기간을 거친 후 오랜 휴면기를 거칠 가능성이 있다는 것입니다.

마이올리노와 그의 연구팀은 초기 우주에서 초대질량 블랙홀의 성장을 시뮬레이션하여 이 블랙홀들이 "과잉 공급" 시기를 겪을 수 있음을 발견했습니다. 이러한 "과잉 공급" 시기 동안 블랙홀은 매우 빠르게 성장하지만, 이 시기는 약 500만 년에서 1,000만 년 정도만 지속되고, 그 후 수천만 년 동안 "잠"을 잡니다.

마이올리노는 "이러한 짧은 폭발은 블랙홀이 대부분의 시간을 휴면 상태로 보내면서도 빠르게 성장할 수 있도록 합니다."라고 말했습니다. 이러한 블랙홀 휴면 기간은 "과잉 공급" 기간보다 10배에서 20배 더 오래 지속될 수 있는데, 이로 인해 초기 우주의 블랙홀은 대부분 휴면 상태에 빠져 감지하기 어려웠습니다.

이 초대질량 블랙홀의 발견은 초기 우주에서 블랙홀의 형성과 진화를 더 잘 이해하는 데 있어 중요한 돌파구입니다. 연구팀은 초기 우주가 이러한 휴면 상태의 우주 "괴물"로 가득 차 있었을 가능성이 있으며, 앞으로 더 많은 블랙홀이 발견될 수 있을 것이라고 주장합니다. 그러나 이러한 블랙홀의 휴면 상태로 인해, 향후 몇 년 동안 이들을 검출하는 것은 천문학자들에게 큰 과제가 될 것입니다.

Ngoc Anh (Space, Daily Mail, Popsci에 따르면)

출처: https://www.congluan.vn/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-ho-den-khong-lo-ngu-sau-khi-an-qua-nhieu-post326434.html