‘붉은 점’ 미스터리 풀리나…사실 거대한 은하의 중심이었다?

제임스 웹 우주망원경이 발견한 ‘작은 붉은 점’이 독특한 종류의 은하가 아니라, 초대질량 블랙홀이 매우 활발하게 활동하는 동안 잠시 나타나는 모습일 수 있다는 분석이 나왔다. 멀리 있는 은하에서는 주변 구조가 너무 어두워 보이지 않고 밝고 붉은 중심부만 관측되면서 그렇게 보일 가능성이 있다는 설명이다.

우주 초기의 수수께끼 ‘작은 붉은 점’

미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경은 2022년부터 먼 우주에서 작고 붉게 빛나는 천체들을 다수 포착했다. 학계에서는 이를 ‘작은 붉은 점’으로 부르며 정체를 규명하기 위한 연구를 이어왔다. LRD의 주요 가설 중 하나는 은하 중심의 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 흡수하며 강한 빛을 내는 ‘활동은하핵’이라는 점이다.

그러나 LRD는 아주 오래된 먼 우주에서는 많이 발견되는 반면, 비교적 가까운 우주에서는 급격히 줄어드는 특성을 보여 그 행방을 두고 의문이 제기되어 왔다.

미국 애리조나대 스튜어드 천문대와 우주망원경과학연구소 등이 참여한 공동 연구진은 ‘사와로’라는 별칭을 가진 나선은하 관측 자료에서 단서를 확보했다. 사와로 은하의 중심부에는 LRD와 매우 유사한 붉은 핵이 존재하며, 가려진 활동은하핵이 작동하고 있는 것으로 나타났다.

멀어지자 은하는 사라지고 붉은 점만 남았다

연구진은 사와로 은하가 실제보다 훨씬 먼 초기 우주에 위치한다고 가정하고 망원경으로 어떻게 관측될지 시뮬레이션을 진행했다. 그 결과 거리가 멀어짐에 따라 은하의 나선팔 등 주변 구조는 희미해져 사라지고, 밝고 붉은 점으로 된 중심부만 남아 전형적인 LRD의 형태를 띨 것으로 나타났다.

이는 기존 관측 결과가 실제 은하의 형태를 반영한 것이 아니라, 먼 거리로 인해 주변 은하 구조를 포착하지 못해 발생한 ‘관측 편향’일 수 있음을 시사한다.

연구진은 LRD가 별개의 은하 유형이 아니라, 초대질량 블랙홀이 급격히 성장하는 특정 시기에 나타나는 일시적 단계일 가능성을 제기했다. 이 시기가 지나면 점차 오늘날 관측되는 일반적인 은하 및 활동은하핵 형태로 변모한다는 설명이다.

연구진은 향후 유사한 특징을 지닌 은하를 추가 조사하고 제임스 웹 우주망원경의 관측 데이터를 종합 분석해 LRD의 진화 과정을 밝혀낼 계획이다.

성치훈 기자 hello@sciencewave.kr

출처: Phys.org, “Little red dots may mark temporary black hole phase”