지난 1월 영국 케임브리지대 캐번디시연구소와 카블리 우주론연구소로 구성된 국제연구팀은 제임스웹우주망원경으로 ‘GN-z11’ 은하에서 가장 오래된 블랙홀을 발견했습니다. 무려 134억 살이나 되는 블랙홀이었죠.

연구팀은 블랙홀의 질량을 분석해 블랙홀이 만들어지는 데 필요한 시간을 계산해봤어요. 계산 결과 블랙홀이 현재 크기로 성장하는 데 약 10억 년이 걸리는 것으로 나타났습니다. 하지만 블랙홀이 처음 생성된 134억 년 전은 138억 년 전에 일어난 빅뱅 이후 4억 년 정도 지난 시점입니다. 기존의 블랙홀 이론으로는 이 블랙홀이 어떻게 만들어졌는지 설명하기 어렵다는 이야기입니다. 

로베르토 마이올리노 케임브리지대 캐번디시연구소 교수는 “이 정도 크기의 블랙홀이 발달하기에는 너무 이른 시기여서 기존 이론과 다른 방식으로 블랙홀이 형성됐을 가능성을 검토해야 한다”며 “어쩌면 초기 우주는 가스로 가득 차 블랙홀에게는 뷔페와 같은 상태였을 수 있다”고 분석했습니다.

134억 년 전 초기 우주에서는 가스 같은 물질이 뭉쳐 있어 블랙홀이 빠르게 잡아먹으며 질량을 급속히 늘릴 수 있었다는 거죠. 이번에 발견된 블랙홀은 현재 이론보다 5배 빠른 속도로 성장했기 때문입니다. 

연구팀은 초기 우주에서 블랙홀이 애초에 크게 생성됐을 가능성 등 여러 가설을 연구하고 있어요. GN-z11 은하는 우리은하의 100분의 1 크기로 작은 편인데, 거대하게 탄생한 블랙홀이 은하의 성장을 막고 있을 수도 있다고 보는 거죠. 연구팀은 제임스웹 우주 망원경을 활용해 우주의 초기 단계에서 블랙홀이 어떻게 성장했는지 추가로 연구할 계획입니다.