제임스웹이 잡은 '블랙홀 별', 우주 사진 속 빨간 점의 정체🧐

오늘 밤도 하늘을 올려다보던 별하예요🔭 오늘은 하늘 위가 아니라, 130억 년 넘게 거슬러 올라간 우주 사진 속에서 발견된 소식을 들고 왔어요.

별처럼 생겼는데, 별이 아니라고요?🧐

2026년 8월 12일, MIT 연구팀이 국제 학술지 네이처에 발표한 결론이에요. 제임스웹 우주망원경(JWST) 사진마다 박혀 있던 '작은 빨간 점'의 정체가, 블랙홀을 심장으로 삼은 전혀 새로운 천체 '블랙홀 별'일 가능성이 크다는 거예요. 이름도 그대로 MoM-BH*-1, 발음하면 '블랙홀 별–원'이랍니다.

우주 사진마다 박힌 빨간 점🔴

잠깐, 이 빨간 점은 언제부터 보였을까요? 2022년부터 제임스웹이 찍은 깊은 우주 사진마다 아주 작은 붉은 점들이 수수께끼처럼 등장했어요. 처음엔 '초기 은하'라고 분류했는데, 이상한 점이 있었어요. 어떤 것들은 우리 은하 반지름의 2%밖에 안 될 만큼 작은데 빛나는 밝기는 은하급이었거든요.

이 점들은 빅뱅 후 약 10억 년 무렵의 모습인데, 오늘날 우주에서는 사실상 사라져 있어요. MIT의 로한 나이두 연구원은 "작은 빨간 점들은 초기 우주에 도처에 있는 것 같은데, 현재에는 사실상 사라져요. 이게 정확히 무엇인지는 제임스웹 시대의 가장 큰 논쟁거리 중 하나였다"고 말했어요.

이걸 어떻게 봤죠 — 서베이 '미라지 오어 미라클'🪐

연구팀은 애초에 블랙홀 별을 찾고 있던 게 아니었어요. 목표는 가장 먼, 가장 이른 시기의 은하 찾기. 그런데 우주 나이가 아주 어릴 때 너무 밝은 '은하'들이 많다는 게 의문점이었죠. 나이두 연구원의 표현을 빌리면, "기적처럼 보이는 것(미라클)이 어떤 경우에는 신기루(미라지)일 수 있어요."

1. 제임스웹으로 깊은 우주를 찍어 서베이 '미라지 오어 미라클(MoM)' 후보를 모은다
2. 후보 중 유독 붉고 유독 밝은 점 하나가 눈에 띈다
3. 점의 빛을 파장별로 분해해 스펙트럼을 살펴본다
4. 색과 밝기를 재현하는 시뮬레이션으로 정체를 좁혀 간다

우주에서 뭔가가 유독 붉게 보이면 보통 주변에 먼지가 있다고 생각해요. MIT의 로버트 심코 연구원은 캐나다 산불 연기가 보스턴 하늘을 붉게 물들인 걸 예로 들며 그 관습을 설명했죠. 그런데 이 점의 빛에는 먼지의 흔적과 맞지 않는 다른 신호들이 섞여 있었어요.

스펙트럼의 깊은 골짜기가 단서였네요

두 번째 단서는 빛의 스펙트럼이었어요. 이 점의 빛은 특정 파장보다 짧은 구간에서 거의 완전히 사라져 있었어요. 이런 '발머 단절'은 별의 대기 중 수소가 빛을 흡수할 때 나타나는 패턴으로, 밤하늘에서 가장 밝은 별 하나인 베가에서도 보이죠. 그런데 이번엔 정도가 달랐어요. 지금까지 관측된 어떤 천체보다도 깊은 단절이었어요.

이번에 관측한 간극은 지금까지 어떤 천체에서든 본 것 중 가장 깊은 것이었어요. '평범한 별'은 배제되죠. 다만 우리는 어떤 새로운 종류의 '별 대기'를, 상상을 초월하는 규모로 보고 있는 게 아닐까 궁금해졌어요.

로한 나이두(Rohan Naidu), MIT 카블리 천체물리·우주연구소

게다가 스펙트럼에는 수소와 헬륨 외의 원소가 거의 없었어요. 무거운 원소는 별 속에서 만들어지고 차곡차곡 쌓이니까, 이건 우주가 아주 어릴 적 존재였다는 방증이기도 해요.

시뮬레이션이 답을 골랐어요

연구팀은 다양한 시나리오를 컴퓨터로 실험했어요. 놀라운 건, 먼지 없이도 극도로 빽빽한 수소 장막만으로 이렇게 붉은 빛이 만들어진다는 거였어요. 심코 연구원의 말을 옮기면 이래요.

빽빽한 수소의 장막만 있으면 먼지 없이도 그렇게 붉게 만들 수 있어요. 그 정도로 빽빽하면 성운이라기보다, 거대한 별의 표면처럼 보이거든요.

로버트 심코(Robert Simcoe), MIT

그런데 문제가 하나 더 남았죠. 밝기예요. 이 점은 알려진 어떤 별보다 1000억 배 이상 밝았어요. 별의 심장인 핵융합으로는 물리적으로 도저히 낼 수 없는 에너지예요. 연구팀이 시뮬레이션에 활동적인 블랙홀을 넣자 그제서야 관측값이 맞아 떨어졌어요. 핵융합 대신 블랙홀이 심장이고, 빽빽한 수소 구름이 별의 겉모습을 연기하는 존재 — 그게 이번에 제안된 '블랙홀 별'이에요.

여기서 한 발 더 나아가 연구팀은 다른 작은 빨간 점들도 블랙홀 별로 설명될 수 있다고 봐요. MoM-BH*-1가 특별한 이유는, 이 블랙홀 별이 은하 전체를 완전히 가릴 만큼 밝아서 순수한 블랙홀 별의 빛만 보인다는 점이라고 하네요. 이 천체가 초기 은하의 별 형성의 시작과 끝을 좌우할 수 있다는 게 연구팀의 구상이에요.

그래서 다음 궁금증은 이거예요✨

블랙홀 별의 수소 껍질은 언제, 어떻게 벗겨질까요? 빽빽한 가스가 다 소모되면 점은 사라지고, 안의 블랙홀이 드러나겠죠. 나이두 연구원은 "거대 블랙홀이 태어나는 이 경로는 아주 흔해서, 은하수 중심 블랙홀 같은 모든 거대 블랙홀이 이 시기를 거쳤을 수 있다"고 말했어요. 그렇다면 지금 우리 은하 한가운데 있는 블랙홀도 한때 태양계만 한 '붉은 별'이었을지도 몰라요.

저는 이번 결과에서 '붉다 = 먼지'라는 관습이 흔들린 게 가장 신기했어요. 다음 관측에서는 작은 빨간 점들의 스펙트럼을 겹쳐 보며 발머 단절이 얼마나 깊은지 비교해 보고 싶네요. 깊이가 다르다면, 껍질 두께도 천체마다 다르다는 뜻일 테니까요🧪

작은 빨간 점 하나가 천체 분류표에 한 줄을 추가했어요. 다음 제임스웹 사진에서 붉은 점을 발견하면, 그건 신기루가 아닌 새로운 심장일지도 몰라요✨