초기 우주의 ‘작은 빨간 점’은 벌거벗은 초대질량 블랙홀이다

이 모델들은 블랙홀의 질량을 태양 질량의 약 5천만 배로 추정했는데, 이는 이전 추정치와 일치합니다. 이는 블랙홀의 광도를 지배하는 규칙이 적어도 130억년 동안 변하지 않았음을 의미합니다.

블랙홀 주변의 별들의 질량을 추정하려고 시도한 결과, 블랙홀이 거의 없는 것으로 나타났습니다. “케플러식 회전 곡선은 별의 구성 요소가 들어갈 여지가 거의 없습니다.”라고 연구원들은 결론을 내렸습니다. 블랙홀이 위치한 “은하”의 총 별 질량을 추정하려는 시도는 블랙홀 자체 질량의 절반에도 못 미치는 2천만 태양 질량의 상한선을 제시했습니다.

즉, QSO1 질량의 2/3 이상이 블랙홀에 존재하며 별은 1/3 미만을 차지합니다. 위의 인용문에 ‘은하계’라는 단어가 포함된 이유가 설명됩니다. “우리가 아는 한, 이 상한은 QSO1을 지금까지 발견된 것 중 가장 ‘알몸’의 거대한 BH로 만듭니다.”라고 팀은 결론을 내렸습니다.

초거대 만들기

많은 논문은 이 특별한 블랙홀이 우주 역사 초기에 어떻게 그렇게 커졌는지를 고려하는 데 전념하고 있습니다. 이에 대한 세 가지 주요 아이디어가 있습니다. 빅뱅 직후에 형성된 원시 블랙홀; 별의 형성을 완전히 건너뛰는 거대한 가스 구름의 직접적인 붕괴; 또는 초기의 조밀한 성단에서 형성된 블랙홀의 폭주 합병.

여기서 연구자들은 주변에 별이 거의 없는 초대질량 블랙홀이 있다는 것은 우리가 옵션 3을 무시할 수 있음을 시사한다고 주장합니다. 밀도가 높은 항성단이 없으면 병합할 만큼 충분한 블랙홀을 형성할 수 없습니다. 이로 인해 현시점에서는 완전히 이론적인 두 가지 메커니즘이 남게 됩니다.

그렇긴 하지만, 이 논의는 현재 작동하는 많은 직접 붕괴 모델이 주요 자외선 복사원과 QSO1에서 볼 수 있는 것보다 더 많은 질량을 필요로 한다는 것을 암시하는 것 같습니다. 그것은 원시 블랙홀을 그 근원으로 선호하는 것처럼 보이지만, 7억 년 동안 존재했던 블랙홀이 10배 이상 커야 할 가능성이 높습니다. 이는 결국 우주 역사 초기에 이 개체군 사이에 합병이 있었다는 것을 암시합니다.

이 모든 것은 우리가 이런 종류의 벌거벗은 초거대 블랙홀에 대한 추가 사례를 얻을 때까지 확실히 해결되지 않을 흥미로운 토론을 만듭니다.

Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10579-4 (DOI 정보).