[하정열 우주화가의 시·그림 우주여행] (123) 블루독(Blue DOG) 은하

인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우주를 연구하며 우주화를 그리는 우주화가인 나는 우주에 대한 새로운 뉴스에 귀를 기울이며, 그 과정과 결과를 탐구하고 있다. 이번에 새롭게 발견된 초거대 은하의 소식도 나의 지적 탐구심과 이를 작품으로 표현해 보고자 하는 욕망을 자극하였다.

우주에는 우리은하인 은하수 은하를 포함하여 은하가 수조 개가 넘는 것으로 추정되고 있다. 지금까지 우리에게 알려지지 않은 은하도 수없이 많아 성능이 개량된 관측 수단의 발달로 새로운 은하가 계속 발견되고 있다.

이번에 110억 년 전에 만들어진 강한 푸른 빛을 내는 초거대 은하가 한국천문연구원을 포함한 국제공동연구팀에 의해 발견되어, 2025년 10월 10일 미국 천체물리학회지(The Astrophysical Journal)에 게재됐다. 천문연은 외계행성탐색시스템(KMTNet)으로 발견한 특이 천체 후보를 칠레 제미니 남반구 망원경으로 관측한 끝에 이 같은 성과를 냈다고 밝혔다.

먼지에 두껍게 가려진 은하는 일반적으로 붉게 보인다. 먼지가 자외선 같은 짧은 파장은 가로막고 산란시키며, 적외선 같은 긴 파장인 붉은빛을 잘 통과시키기 때문이다.

하지만 이번에 발견된 은하는 이례적으로 강한 푸른빛을 나타냈다. 이같이 푸른 빛을 띠는 은하를 ‘블루독(Blue-excess Dust-Obscured Galaxy)’이라 부른다. 이는 단순히 먼지에 가려진 은하가 아니라, 은하 진화 단계 중 폭풍 성장하는 시기를 보여주는 특별한 천체임을 시사한다고 연구팀은 설명했다.

이번에 발견된 ‘블루독(BlueDOG)’ 은하는 약 110억 년 전 우주의 은하와 블랙홀이 가장 활발하게 성장하던 시기에 탄생한 것으로 추정되고 있다.

블루독 은하는 태양의 약 2조 배에 달하는 무거운 질량과 중심부에는 태양 질량의 약 140억 배에 달하는 초대질량 블랙홀이 자리 잡고 있다. 또 폭발적인 별의 탄생 현상이 일어나, 은하의 밝기는 우주에서는 매우 드물게 태양의 약 80조 배의 초 고광도 특성을 보인다.

연구팀은 독특한 푸른빛의 기원을 밝히기 위해 두 가지 가능성을 분석했다. 중심 블랙홀 빛이 은하 내부의 가스와 먼지에 의해 산란하거나, 은하 내에서 최근 일어난 폭발적인 별 생성 활동으로 푸른빛이 초과로 보일 수 있다는 가능성을 검토했다. 분석 결과 산란광이나 폭발적 별 생성 어느 한 현상만으로는 모든 실체를 설명하기 어려워 두 현상이 함께 기여했을 가능성을 열어두었다.

연구팀은 향후 우주망원경들과 지상 거대 관측 시설을 활용한 심층 관측으로 폭발적인 별 생성 흔적을 찾고 푸른빛 초과 현상 기원을 규명해 나갈 계획이다.

연구에 참여했던 과학자는 “이번에 발견한 블루독은 약 110억 년 전 우주, 즉 은하와 블랙홀이 가장 활발히 성장하던 ‘우주의 정오(Cosmic Noon)’시기에 존재했던 천체”라고 설명했다. 우주의 정오란 빅뱅 이후 은하들이 빠르게 성장하던 ‘우주의 새벽’에서 이어진 시기로 약 110-120억 년 전에 해당한다.

연구팀은 이 은하가 최근 제임스웹 우주망원경으로 발견돼 초기 우주의 ‘수수께끼 은하’ 또는 원시은하로 불리는 ‘작은 붉은 점(LRDs)’과 닮았다는 사실을 밝혀냈다.

LRDs는 이번에 연구진이 발견한 ‘블루독’ 은하보다 20억 년 앞선 시기의 초기 우주에서 발견된 작은 점의 은하로 보이지만, 그 안에 강력한 블랙홀 활동과 별 탄생이 공존하는 특징을 지닌다.

블루독과 ‘LRDs’는 각각 다른 시기의 은하지만, 두 천체 모두 강력한 블랙홀 활동과 폭발적인 별 탄생이 동시에 일어나는 공통점을 보인다. 이 같은 특징은 은하와 블랙홀의 성장 과정을 잇는 연결 고리를 밝혀낼 단서가 될 것으로 기대된다.

이번 발견은 은하와 블랙홀이 어떻게 질량을 키워나가는지, 그리고 우주에서 가장 밝은 초 고광도 은하의 형성 과정과 이 과정에서 이례적인 푸른빛이 발생하는 이유를 이해하는 데 단서를 제공할 것으로 기대된다.

연구진은 향후 우주망원경들과 지상 거대 관측 시설을 활용한 심층 관측으로 폭발적인 별 생성의 흔적을 찾고 푸른빛 초과 현상의 기원을 규명해 나갈 계획이다.

이러한 의미를 담아 그림 ‘블루독 은하 251501P’를 그리고, 시 ‘멋진 블루독 은하여’를 썼다.

/우주화가 하정열(Cosmos Painter Ha, Jung-Yul)