[스페이스]128억 년 전의 블랙홀 천체 보다

국내 연구팀, 퀘이사 발견

▲국내 연구팀이 관측한 퀘이사. 멀리 떨어져 있기 때문에 매우 붉게 보인다.[사진제공=한국천문연구원]

[아시아경제 정종오 기자]128억년 전의
어두운 그곳의 빛
퀘이사 다가오다
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128억 년 전의 거대질량 블랙홀 천체가 발견돼 관심을 모으고 있다. 국내 연구팀이 빅뱅 이후 약 10억 년 시기의 거대질량 블랙홀 천체를 발견했다. 이 발견은 빅뱅 이후 약 10억년 시기의 어두웠던 초기 우주를 밝힌 원인 천체가 무엇인지 규명하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

우주는 빅뱅이후 수 억 년이 지난 후 최초의 천체들이 탄생하면서 서서히 밝아진 것으로 알려져 있다. 그 시기 빛의 주 원천이 되는 천체가 무엇인지에 대해서는 아직 논의가 진행 중이다.

그 후보 중 하나로 퀘이사를 꼽는다. 퀘이사는 은하 중심에 위치한 초거대질량 블랙홀 주변으로 별과 가스가 떨어질 때 나오는 마찰열에 의해 은하보다 수배에서 수백 배나 밝게 빛나는 천체를 말한다. 초기우주 빛의 주원천이 되는 천체로 받아들여지고 있다.

이를 알아내기 위해서는 초기우주에 퀘이사가 얼마나 많이 존재했는지 알아야 한다. 퀘이사 빛의 대부분을 차지하는 것으로 추정되는 '보통 밝기 퀘이사(은하보다 10배 정도 더 밝은 퀘이사)'들의 수를 알아내는 것이 중요했다. 초기 우주의 '보통 밝기 퀘이사'는 매우 멀리 있어 어둡고 드물기 때문에 발견하기 쉽지 않다.

연구팀은 2010년부터 광시야 적외선 관측이 가능한 영국의 적외선(UKIRT) 4m 망원경을 비롯해 미국 맥도널드 천문대 2.1m 망원경, 캐나다·프랑스·하와이(CFHT) 3.6m 망원경 등을 사용해 초기우주 퀘이사 후보를 찾기 위한 탐사관측을 꾸준히 실시해왔다.

2015년부터 한국천문연구원이 세계 최대급 구경 8m 망원경 두 대를 보유한 제미니 천문대와 협력관계를 맺고 제미니 천문대의 관측시설을 한국천문학계에 제공하게 됐다. 연구팀은 이를 통해 최초로 초기 우주의 보통 밝기 퀘이사를 찾는 쾌거를 이룰 수 있었다.

이번에 발견된 퀘이사는 'IMS J220417.92+011144.8(약자: IMS J2204+0111)'이라 이름 붙였다. 이 퀘이사의 중심부에는 태양 질량의 약 10만~100만 배 정도 되는 거대질량 블랙홀이 있는 것으로 추정된다.

이번 발견은 앞으로 초기우주 천체의 역사를 제대로 이해할 수 있는 발판을 제공했다는 점에서 의의를 갖는다. 이번 연구는 서울대학교 임명신 교수가 이끄는 초기우주천체연구단 연구원 15명과 한국천문연구원의 김민진 박사를 비롯한 2명의 연구팀이 수행했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr