웹 망원경의 ‘작은 빨간 점’, 블랙홀을 품은 별일까

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 포착한 ‘작은 빨간 점’은 작고 붉게 보이지만, 그 빛을 평범한 별이나 은하만으로 설명하기는 어렵다. 현재 유력한 해석 중 하나는 성장 중인 블랙홀이 짙은 가스에 둘러싸여 있다는 것이다. 이를 ‘블랙홀 별’이라고 부르기도 한다. 이름에 ‘별’이 들어가지만, 일반적인 별처럼 핵융합으로 빛나는 천체라는 뜻은 아니다. 34

빨갛고 작다는 것만으로는 왜 알 수 없을까?

멀리서 보기에 별처럼 한 점으로 맺히더라도, 그 빛을 내는 에너지원까지 알 수 있는 것은 아니다. ‘블랙홀 별’ 모형에서는 블랙홀 주변으로 유입되는 물질이 낸 복사를 둘러싼 가스가 흡수하고 다시 방출한다. 그 결과 특이한 스펙트럼, 즉 빛을 파장별로 나눴을 때의 무늬가 나타날 수 있다. 붉은색은 단서이지만, 모든 작은 빨간 점이 똑같은 가스 구조를 가졌거나 먼지가 모두 같은 역할을 한다는 증거는 아니다. 2335

이 천체들을 모두 같은 초기 우주 시기에 묶어서도 안 된다. 정밀 관측된 작은 빨간 점 GLIMPSE-17775의 적색편이는 3.5로, 빅뱅으로부터 약 18억 년 후에 존재했다. 더 이른 시기의 다른 작은 빨간 점들을 설명할 때 쓰는 시간 범위를 이 천체에 그대로 적용할 수는 없다. 1

GLIMPSE-17775에서 무엇을 봤나?

바실리 코코레프가 이끄는 연구팀은 은하단 Abell S1063 뒤에 있는 GLIMPSE-17775를 분석했다. 앞쪽 은하단의 중력이 뒤쪽 천체의 빛을 확대하는 ‘중력렌즈’ 효과에 웹 망원경의 약 30시간 관측이 더해졌다. NASA에 따르면 연구팀은 이를 통해 지금까지 작은 빨간 점에서 얻은 것 중 가장 깊은 스펙트럼을 확보했다. 14

그 스펙트럼에는 40개가 넘는 스펙트럼선이 담겼다. NASA는 서로 독립적인 여러 지표가 뜨겁고 밀도 높은, 부분적으로 이온화된 가스 속에서 블랙홀이 빠르게 물질을 흡수하고 있다는 해석을 뒷받침한다고 설명한다. 색이나 겉모양만 봤을 때보다 강한 증거다. 하지만 이는 어디까지나 한 천체를 자세히 조사한 결과이지, 모든 작은 빨간 점의 정체를 확인한 전수조사는 아니다. 23 이 연구는 2026년 The Astrophysical Journal에 실렸다. 32

그런 블랙홀은 어떻게 생겼을까?

관측이 천체의 현재 모습에 관한 단서를 준다면, 시뮬레이션은 그런 천체가 생겨날 수 있는 경로를 시험한다. 2026년 9월 Nature에 발표된 것으로 보도된 연구에서 선명현이 이끄는 연구팀은 일본의 ATERUI III 슈퍼컴퓨터로 초기 우주의 한 가지 형성 경로를 살폈다. 618

연구팀이 제시한 과정에서는 자외선이 가스 구름의 일반적인 별 형성을 억제한다. 그러면 가스가 모여 매우 무거운 별을 만들고, 그 별이 붕괴해 블랙홀의 ‘씨앗’이 될 수 있다. 이후 씨앗에 물질을 공급하는 밀도 높은 원반이 일부 복사를 가두면, 복사가 유입 가스를 밀어내는 작용이 약해져 블랙홀이 빠르게 성장할 수 있다는 설명이다. 202229

다만 시뮬레이션이 가능성을 보여준 것과 GLIMPSE-17775가 실제로 그 경로를 거쳤다는 것은 다른 문제다. 웹 망원경은 이 천체를 둘러싼 가스의 흔적을 관측했지, 그보다 앞선 거대 별의 붕괴를 직접 본 것은 아니다. 작은 빨간 점 모두에 공통된 질량·가스층 크기나 단 하나의 형성 경로가 확립된 것도 아니다. 318

무엇을 더 확인해야 할까?

웹 관측과 중력렌즈를 활용하는 UNCOVER 공동연구팀도 먼 은하와 성장 중인 블랙홀, 작은 빨간 점을 연구해 왔다. 피츠버그대, 콜로라도대 볼더캠퍼스, 스윈번공과대 등의 연구자가 참여한다. 이 팀은 2027년 랜슬럿 M. 버클리–뉴욕 커뮤니티 트러스트 천문학 공로상 수상자로 발표됐다. 먼 우주를 밝힌 연구 성과에 대한 인정이지, 작은 빨간 점의 정체가 모두 밝혀졌다는 판정은 아니다. 33343536

핵심은 더 많은 작은 빨간 점의 정밀 스펙트럼을 확보하는 것이다. 다른 천체에서도 GLIMPSE-17775와 비슷한 가스의 흔적이 나타나는지, 관측된 빛 가운데 성장 중인 블랙홀·주변 가스·그 천체가 속한 은하가 각각 얼마나 기여하는지 살펴야 한다. 그때까지 ‘블랙홀 별’은 일부 천체에 대한 유력한 해석을 가리키는 이름이지, 모든 작은 빨간 점에 확정적으로 붙일 분류명은 아니다. 234