빅뱅 이후 약 30억년의 모습이 담긴 은하 'GS-10578'. 성장하는 초대질량 블랙홀이 은하의 새로운 별 생성을 막아 '죽은 은하'로 분석된다. 처음으로 상세 관측한 천문학자의 이름을 따 '파블로의 은하'라는 별명이 붙었다. JADES Collaboration 제공


천문학자들이 역대 가장 오래된 '죽은 은하'를 발견했다. 죽은 은하는 별 생성이 멈춘 은하를 말한다. 은하 내부에서 성장하는 초대질량 블랙홀(supermassive blackhole)이 새로운 별 생성을 억제해 서서히 굶어 죽어간 것으로 분석됐다.
얀 숄츠 영국 모바일바다이야기 케임브리지대 카블리 우주론연구소 연구원팀은 지금까지 확인된 가장 오래된 죽은 은하를 발견하고 연구결과를 12일 국제학술지 '네이처 천문학'에 공개했다.
연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경(JWST)과 칠레 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)의 관측 데이터를 활용해 빅뱅 이후 약 30억년이 지난 초기 오션릴게임 우주의 GS-10578 은하를 관측했다.
GS-10578의 질량은 태양 질량의 약 2000억 배에 달하며 구성하는 별 대다수는 115억~125억년 전에 형성됐다. 하지만 별 생성에 필요한 '연료'인 차가운 가스가 거의 존재하지 않아 새로운 별 생성이 멈춘 것으로 확인됐다. ALMA로 약 7시간 동안 은하를 관측했지만 차가운 수소 가스 야마토연타 존재의 증거인 일산화탄소가 감지되지 않은 것이다.
GS-10578의 '사인'으로는 내부의 초대질량 블랙홀이 지목됐다. JWST 관측 결과 블랙홀에서 초속 400km로 뿜어져 나오는 강력한 중성 가스 바람이 새로운 별 생성에 필요한 가스를 가열하거나 밀어내며 보급로를 차단했다.
블랙홀의 영향으로 GS-10578의 연료는 알라딘릴게임 1600만년에서 2억2000만년 만에 고갈됐을 것이라는 분석이다. 비슷한 유형의 은하가 활발하게 별을 만드는 기간인 평균 10억년보다 훨씬 짧은 기간이다. 숄츠 연구원은 "은하의 별 형성을 멈추려면 단지 새로운 연료가 유입되는 것을 막기만 하면 된다"고 설명했다.
은하는 다른 은하와 병합되면서 파괴돼 성장을 멈추기도 한다. 공동 제1저 백경게임랜드 자인 프란체스코 데우제니오 카블리 우주론연구소 연구원은 "GS-10578가 평온하게 회전하는 원반 모양"이라며 "다른 은하와의 '파괴적인 병합'을 겪지 않았다는 뜻"이라고 설명했다. 초대질량 블랙홀이 은하를 찢어 소멸시키는 대신 서서히 말려 죽일 수 있음을 확인한 셈이다.
<참고 자료> - doi.org/10.1038/s41550-025-02751-z
[이병구 기자 2bottle9@donga.com