인피니티’ 은하에서 관측된 초대질량 블랙홀의 탄생
미국 예일대학교의 피터 반 도쿰 교수가 이끄는 국제 연구팀이, 우주에서 전례 없는 발견을 발표했다. 그들은 무한대(∞) 형태를 지닌 이례적인 은하를 발견했고, 중심부에서 막 형성된 것으로 보이는 초대질량 블랙홀을 관측했다. 이 은하는 ‘인피니티(Infinity)’라는 이름이 붙었으며, 블랙홀이 생성되는 순간을 직접 포착한 사례로 평가받고 있다.
이번 관측은 NASA의 제임스 웹 우주망원경이 수행한 COSMOS-Web 관측 데이터를 통해 시작됐다. 연구진은 이 데이터를 분석하던 중 특이한 은하 구조를 발견했고, 이후 다양한 전파·X선 천문대를 통해 추가 관측을 진행하면서 블랙홀의 존재를 확인했다.
충돌로 인한 은하 구조와 이례적인 블랙홀 위치
‘인피니티’ 은하는 두 개의 원반형 은하가 충돌하면서 형성된 결과물이다. 이로 인해 은하는 무한대 기호처럼 보이는 구조를 띠게 되었고, 중심은 두 개로 나뉘었다. 그러나 초대질량 블랙홀은 이들 중심 중 하나가 아닌 중간 지점에서 발견됐다. 이는 기존의 은하 진화 모델과 상반되는 결과로, 블랙홀 형성 과정에 대한 새로운 이론이 필요한 상황이다.
반 도쿰 교수는 “이 블랙홀이 은하 중심이 아닌 중간에 위치한 이유는 아직 명확하지 않다”며, 새로운 물리적 상호작용이 작용했을 가능성을 제기했다.
죽어가는 별이 남긴 마지막 흔적: 빠른 X선 폭발 EP 250108a
한편, 또 다른 주목할 만한 발견은 빠른 X선 폭발(Fast X-ray Transient, FXT)로, ‘EP 250108a’라는 이름이 붙은 현상이 2025년 초에 포착됐다. 이는 중국의 아인슈타인 프로브 위성에 의해 감지된 것으로, 수 초에서 수 시간 동안 지속된 강한 X선의 방출이었다.
전 세계 천문학자들은 이 신호의 근원을 파악하기 위해 협력했고, 칠레의 SOAR 망원경과 제미니 남·북 망원경 등의 관측을 통해 초신성 폭발의 흔적을 발견했다. 이는 태양 질량의 15~30배에 달하는 거대 별의 붕괴로 인한 것이며, 일반적인 감마선 폭발(GRB) 대신 약한 X선이 방출된 것이 특징이다.
실패한 감마선 폭발이 남긴 단서
연구진은 EP 250108a가 이른바 ‘실패한 GRB’ 현상일 수 있다고 분석했다. 즉, 고에너지 입자들이 별의 외곽층을 뚫지 못하고 내부에 갇히면서 X선만 방출된 것이다. 이 발견은 GRB 이론을 강화하는 동시에, FXT의 기원에 대한 중요한 단서를 제공했다.
이번 두 발견은 각각 우주의 탄생과 죽음을 보여주는 중요한 사례다. 하나는 초대질량 블랙홀이 형성되는 최초의 순간을, 다른 하나는 거대 별이 최후를 맞이하며 남긴 메시지를 담고 있다. 두 사건 모두 천문학계에 새로운 질문을 던지고 있으며, 향후 우주 진화에 대한 연구에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
