과학2026. 11. 13. 오후 11:55 UTC·2 분 소요

Nāpōwawāʻenakaulua, 우주 초기에 나타난 거대 퀘이사 쌍

빅뱅 9억 년 뒤에 이미 거대해진 초대질량 블랙홀 두 개가 1만 8100광년 거리에서 발견됐습니다. 성장 이유는 아직 설명되지 않았습니다.

Artist-style illustration of two bright quasars orbiting close together in the distant early universe. — 이미지: Numerama

빅뱅 약 9억 년 뒤의 우주에서 이미 엄청나게 커진 블랙홀 두 개가 나란히 발견됐습니다. Nāpōwawāʻenakaulua, 또는 J1602+4228AB라 불리는 퀘이사 쌍입니다. 이렇게 먼 거리에서 확인된 쌍 가운데 가장 가까이 붙어 있습니다. 연구는 2026년 11월 10일 The Astrophysical Journal Letters에 실렸습니다.

퀘이사는 초대질량 블랙홀이 물질을 빠르게 삼키며 매우 밝게 빛나는 상태를 말합니다. 우주에서 가장 밝은 천체로 꼽히지만, 블랙홀의 일생에서는 비교적 짧은 단계입니다. 두 블랙홀 사이 거리는 약 1만 8100광년으로 우리 은하 지름의 약 5분의 1입니다. 질량은 각각 태양의 15억 배와 4억 배입니다. 우리 은하 중심의 궁수자리 A*가 약 400만 배이니, 큰 쪽은 300배 넘게 무겁습니다.

Nāpōwawāʻenakaulua는 어떻게 발견됐나

먼저 제임스 웹 우주망원경의 Aether 프로그램 자료에 나타났습니다. NOIRLab의 Emanuele Paolo Farina가 이끄는 이 프로그램은 당시 알려진 해당 시기 퀘이사의 43%인 200개를 관측했습니다. 연구팀은 J1602+4228A 옆의 동반 천체를 찾아냈고, 하와이의 제미니 북 망원경 적외선 분광기로 둘을 뚜렷하게 구분했습니다. 마우나케아의 유난히 맑은 하늘 덕에 자료는 이틀 밤 만에 모였습니다.

이름은 하와이어입니다. ʻImiloa 천문센터와 하와이대 하와이어 대학의 프로그램 A Hua He Inoa가 붙였고, 2019년 처음 촬영된 블랙홀 Pōwehi, 2020년 당시 가장 먼 퀘이사였던 Pōniuāʻena를 잇는 이름입니다.

왜 수수께끼일까

오늘날의 블랙홀은 수십억 년 동안 물질을 모으고 여러 번 합쳐지며 커졌습니다. 그런데 이 쌍은 우주 나이가 지금의 13분의 1에 불과했을 때 이미 비슷한 질량에 이르렀습니다. 연구를 이끈 Silvia Onorato는 이런 거대 퀘이사 하나를 설명할 확정적 이론도 없으며, 두 개라면 더욱 그렇다고 말했습니다.

연구팀은 물질이 유난히 밀집하고 은하 간 상호작용이 별 생성과 블랙홀의 빠른 성장을 함께 키운 지역이었을 가능성을 봅니다. 다만 이 시기의 자료가 아직 적어 탄탄한 모델을 만들기는 어렵습니다.