태양 밝기의 80조 배… 韓 연구팀, 블랙홀 품은 '괴물 은하' 발견

천문연, 외계행성탐색시스템 망원경으로
태양 질량 2조 배, 푸른빛 '블루독' 발견
"은하·블랙홀 동반 성장 단서 기대"

한국천문연구원은 국제공동연구팀과 함께 먼지 속에서도 강한 푸른빛을 내는 은하 '블루독'을 새롭게 발견했다고 13일 밝혔다. 블루독은 초대질량 블랙홀을 품기도 했다. 사진은 이번에 발견된 초대질량 블랙홀과 은하의 상상도. 천문연 제공

국내 연구진이 먼지 속에서도 푸른빛을 내는 '거대 괴물' 은하를 발견했다.

한국천문연구원(천문연)은 국제공동연구팀과 함께 초대질량 블랙홀을 품고도 강한 푸른빛을 내는 은하 '블루독(BlugDOG)'을 발견했다고 13일 밝혔다. 천문연은 '외계행성탐색시스템(KMTNet)' 망원경으로 특이 천체 후보를 발견했고, 이를 칠레 제미니 남반구 망원경으로 후속 분광 관측한 끝에 이 은하를 찾아냈다고 설명했다. 이번 성과는 10일 미국 천체물리학회지에 실렸다.

천문연에 따르면, 통상 먼지에 가려진 은하는 붉은빛을 낸다. 자외선 같은 짧은 파장(푸른빛)이 먼지로 인해 산란돼 적외선 같은 긴 파장(붉은빛)만 통과되기 때문이다. 그러나 이번에 발견된 은하는 이례적으로 강한 푸른빛을 띤다. '블루독'이라고 이름 붙여진 이유다.

연구팀은 블루독이 푸르게 보이는 원인에 대해 두 가지 가능성을 제시했다. △블랙홀 빛이 모은하 내부 가스와 먼지에 의해 산란되거나 △은하 내에서 최근 폭발적인 별 생성 활동이 발생해 푸른빛이 초과로 보였다는 것이다. 다만 어느 한쪽만으로는 모든 현상을 설명하기 어려워 아직은 두 현상이 함께 기여했을 가능성을 열어뒀다. 연구팀이 앞으로 밝혀야 할 과제이기도 하다.

블루독은 질량과 밝기에 있어 모두 우주에서도 손꼽히는 수준의 거대 은하다. 약 110억 년 전, 은하와 블랙홀이 가장 활발히 성장하던 '우주의 정오' 시기에 존재했던 것으로 추정되는 블루독은 질량이 태양의 약 2조 배에 달한다. 중심에 자리 잡고 있는 초대질량 블랙홀만 태양 질량의 약 140억 배에 이른다. 밝기는 태양의 약 80조 배로 우주에서 극히 드문 초고광도에 해당한다. 연구진은 "은하가 진화 단계 중 폭풍 성장하는 시기를 보여주는 특별한 천체"라고 설명했다.

연구팀은 또 블루독이 최근 제임스웹우주망원경으로 발견한 '작고 붉은 점(LRDs)' 은하와도 유사하다고 밝혔다. '수수께끼 은하'로 불리는 LRDs는 블루독보다 20억 년 앞선 초기 우주에서 발견된 은하다. 두 은하는 강력한 블랙홀 활동과 별 탄생 동시에 일어나는 공통점을 갖고 있다. 연구를 이끈 정웅섭 천문연 책임연구원은 "이번 성과는 은하와 블랙홀이 어떻게 함께 성장했는지 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것"이라고 말했다.

김태연 기자 tykim@hankookilbo.com