과학자들이 최초로 확인된 ‘폭주’ 초대질량 블랙홀(SMBH)을 발견했습니다. 블랙홀의 질량은 태양 2천만 개에 달하는 것으로 추산되며, 그 뒤에는 예상할 수 있을 정도로 엄청난 여파가 뒤따르며 원래 은하계로부터 시속 220만mph의 속도로 멀어지고 있습니다. 이 발견은 예일 대학교의 Pieter van Dokkum과 과학자 팀이 2025년 12월 arXiv(사전 인쇄 학술 기사를 위한 오픈 액세스 저장소)에 업로드한 “초음속 활 충격을 통한 폭주 초거대 블랙홀의 JWST 확인”이라는 제목의 논문에서 발표되었습니다.
Van Dokkum과 동료 과학자들은 허블 우주 망원경 이미지를 분석하면서 2023년에 잠재적인 폭주 블랙홀을 처음 발견했습니다. 단서? 이미지 속 은하 중심에 연결된 얇은 선. Van Dokkum은 2023년 Live Science와의 인터뷰에서 이 선을 분석한 결과 팀이 “은하에서 방출된 매우 거대한 블랙홀을 보고 그 여파로 가스와 새로 형성된 별의 흔적을 남기는 것을 보고 있다”고 해석했다고 말했습니다. 팀의 발견은 같은 해 The Asphysical Journal Letters에 게재되었습니다.
하지만 실제로 폭주한 SMBH인지 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요했다. 이를 위해 팀은 지금까지 우리 우주의 가장 놀라운 이미지를 제공한 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용했습니다. JWST의 강력한 이미징 하드웨어는 SMBH 전면에 활 충격파가 존재하는 것을 보여주었고, 이는 블랙홀이 실제로 빠른 속도로 은하계를 탈출하고 있음을 확인시켜주었습니다.
초대질량 블랙홀은 어떻게 은하계를 탈출하나요?
초거대질량 블랙홀은 그 자체로 블랙홀에 대한 아직 해결되지 않은 많은 미스터리 중 하나입니다. 과학자들은 은하계가 존재한다는 것을 알고 모든 은하계에 은하계가 있다고 확신하지만, 은하계가 어떻게 그렇게 빨리 형성되고 커지는지에 대한 확실한 답을 아직 찾지 못했습니다. 이론은 있지만 아직까지 확정된 것은 없습니다.
이 특정 SMBH에 대해 2025년 12월 논문에서는 중력파 반동이나 3체 상호 작용으로 인한 “속도 킥”을 통해 탈출 궤적을 설정했다고 이론화했으며, 과학자들은 전자가 더 가능성 있는 메커니즘이라고 지적했습니다. 수석 저자인 Pieter van Dokkum은 Live Science와의 인터뷰에서 두 개 이상의 초대질량 블랙홀이 매우 근접해 있을 때 이러한 소위 속도 킥이 발생할 수 있다고 설명했습니다. 이런 일이 발생하면 각 블랙홀의 강력하고 궤도를 바꾸는 중력이 다른 블랙홀과 상호 작용하여 둘 중 하나가 우주로 발사되는 결과를 낳습니다.
이 폭주 블랙홀은 유일한 블랙홀이 아닐 수도 있으며, 이 논문에서는 다른 여러 후보를 언급하고 있습니다. 주목할 만한 것은 왜소은하 MaNGA 12772-12704에 있는 거대한 블랙홀로, 은하 중심에서 약 1킬로파섹만큼 떨어져 있으며, Science Bulletin 70권 21호에 게재된 짧은 통신문에서 처음 보고되었습니다. 하지만 지금까지 van Dokkum의 팀은 SMBH가 폭주했다는 사실을 확인한 유일한 팀입니다. 물론 동료 검토가 진행 중입니다.
