우주2026. 11. 10. 오전 1:59 UTC·2 분 소요

웹 망원경 Little Red Dots, 원시 블랙홀일 가능성 제기

제임스 웹 우주망원경이 관측한 QSO1을 모델링한 결과, Little Red Dots에 빅뱅 직후 생긴 원시 블랙홀이 있을 수 있다는 분석이 나왔습니다.

Illustration of a small red glowing object representing a Little Red Dot with a black hole in the early universe, as seen by the James Webb Space Telescope. — 이미지: Space

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 발견한 수수께끼 천체 "Little Red Dots(작은 붉은 점)"가 빅뱅 직후 탄생한 원시 블랙홀과 관련 있을 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 존스홉킨스대(JHU) 연구팀의 이번 논문은 6월 학술지 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 실렸습니다.

Little Red Dots는 우주 나이가 20억 년이 되기 전에 완전히 사라지는 것처럼 보이는 천체입니다. 원시 블랙홀은 죽어가는 별이 아니라 빅뱅 직후 물질 밀도의 요동에서 생겨난 블랙홀로, 존재한다면 별과 우주 먼지, 수소·헬륨보다 무거운 원소보다 먼저 만들어진 셈입니다. 1970년대 스티븐 호킹이 제안한 이후 확실한 증거는 아직 없습니다.

QSO1을 대상으로 한 모델링

연구팀은 Little Red Dot 가운데 하나인 Abell 2744-QSO1(QSO1)을 JWST 데이터로 분석했습니다. QSO1은 지구에서 약 131억 광년 떨어져 있으며, 빅뱅 7억 년 뒤의 모습으로 관측됩니다. 거의 전부 수소와 헬륨으로 이루어져 있어 다른 Little Red Dots보다 원시적일 수 있다고 합니다.

연구팀은 원시 블랙홀에서 QSO1 같은 천체가 만들어지는 과정을 모델링했습니다. 우주론 관측이 원시 블랙홀의 전체 개수와 특정 성단 안의 개수에 상한을 두기 때문에 조건이 매우 까다롭기 때문입니다. 세 가지 시나리오를 검토한 결과, 가장 가능성이 큰 것은 비교적 작은 원시 블랙홀이 주변 가스와 에너지를 흡수하며 QSO1 크기까지 자라는 경우였습니다.

발레리오 데 루카(Valerio De Luca) 연구원은 Little Red Dots가 일반 블랙홀을 둘러싼 경우도 많을 것이라며, 어느 것이 원시 블랙홀인지 가려내는 것이 과제라고 설명했습니다. 로리스 델 그로소(Loris Del Grosso) 연구원은 "문이 열려 있던 이론을 조금 더 열었다"고 말했습니다.

다음 단계

연구팀은 JWST가 관측한 약 100개의 다른 Little Red Dots도 조사해, 이 가운데 몇 개가 원시 블랙홀로 시작했을 수 있는지 살필 계획입니다. 데 루카 연구원은 원시 블랙홀이 실재한다면 그것을 만든 어떤 현상이 초기 우주에 있었다는 뜻이며, 물리학의 획기적 발견이 될 것이라고 밝혔습니다.