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지난 1월 17일, 영국 케임브리지대학교 캐번디시연구소와 카블리 우주론연구소로 구성된 국제연구팀은 제임스웹 우주 망원경으로 ‘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 년정도 지난 시점입니다. 즉, 기존의 블랙홀 이론으로는 이 블랙홀이 어떻게 만들어졌는지 설명할 수 없는 거예요.

케임브리지대학교 캐번디시연구소 로베르토 마이올리노 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 분석했어요. 즉, 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 성장했거든요.

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.