초질량 블랙홀 83개, 130억 광년 떨어진 초기 우주서 발견 [과학it슈]

[시선뉴스 이호] 일본 에히메대학 마츠오카 요시키 박사가 이끄는 연구팀이 하와이 마우나케아산에서 일본 국립천문대가 운영하는 스바루 망원경의 광시야 카메라인 '하이퍼 슈프림 캠(HSC)'을 이용하여 현재 우주 나이의 10% 이전에 형성된 초질량 블랙홀 83개를 발견했다고 밝혔다. 

초질량 블랙홀은 태양의 수 백 만 배에서 수 십 억 배에 달하는 질량을 갖고 있는 블랙홀로 은하의 중심에서 포착 된다. 이 블랙홀은 가까운 우주에서는 흔하지만 먼 우주에 있는 초기 우주의 초질량 블랙홀은 그리 많이 발견되지 않는 것으로 알려져 있다. 

130억5천만 광년 떨어진 곳의 초질량 블랙홀에 의한 퀘이사 (일본 국립천문대 제공)

초질량 블랙홀이 발견 된 우주의 나이는 약 138억년으로 추정되고 있으며, 약 130억5천만 광년 떨어진 초질량 블랙홀이 이번에 발견된 것들 중 가장 먼 것으로 나타났으며 이는 현재까지 관측된 초질량 블랙홀 중 두 번째로 먼 것이며 빅뱅 이후 약 7억5천만년 이전에 형성된 초창기 초질량 블랙홀임을 의미한다. 

또한 빅뱅 이후 수억 년 내의 초기 우주에서 형성된 먼 우주의 초질량 블랙홀(SMBH)도 83개나 발견된 것으로 학계에 보고되었다. 

먼 우주의 초질량 블랙홀은 '퀘이사(준항성상 천체)'를 통해 확인한다. 퀘이사는 주변의 물질을 집어삼키며 내는 거대 발광체로 연구팀은 HSC를 이용해 이전에는 너무 희미해서 발견할 수 없었던 퀘이사도 발견하게 된 것이다.

연구팀은 관측을 통해 발견된 발광체 중 퀘이사 후보를 가려낸 뒤 스바루 망원경과 칠레의 제미니 남측 망원경, 스페인 라 팔마섬의 그란 텔레스코피오 카나리아스 등을 이용해 약 5년 동안 300일의 관측 결과 총 83개의 퀘이사를 확인할 수 있었다. 이를 통해 이전에 관측된 17개까지 합쳐 이 관측권에서만 100개가 확인, 10억 입방광년 당 1개꼴로 초질량 블랙홀이 있다는 것을 확인할 수 있었다.

연구팀은 이번 연구결과를 국제학술지 '천체물리학저널(Astrophysical Journal)' 최신호에 등재했다.