요크 대학교가 이끄는 국제 천문학팀은 최근 먼 퀘이사 근처의 자외선 대역에서 관측된 가장 빠른 블랙홀 바람을 발견했다고 보고했습니다. 가스 유출 속도는 빛 속도의 약 30%에 달해 자외선 퀘이사 바람 관측 기록을 깨고 초대질량 블랙홀과 모은하 사이의 격렬한 상호작용을 이해할 수 있는 전례 없는 단서를 제공한다.

연구에 따르면 퀘이사 J2318에서 나오는 이러한 유출은 믿을 수 없을 정도로 빠를 뿐만 아니라 매우 강한 방사선 환경에서도 눈에 보이는 화학적 지문을 유지하므로 이론가들이 관측 가능성을 유지하면서 어떻게 상대론적 속도로 가속할 수 있는지 설명하기 어렵습니다.

보도에 따르면 J2318은 페가수스의 '대광장' 지역에 위치해 있다고 한다. 전형적인 퀘이사이다. 중심 블랙홀의 질량은 태양 질량의 약 17억 배에 달합니다. 그러나 정말로 놀라운 것은 지구 방향으로 분출되는 가스풍이 광속의 약 30% 속도로 우주를 통과한다는 것입니다. 팀원인 요크대학교 교수인 패트릭 홀(Patrick Hall)은 퀘이사에서 복사에 의한 가스풍을 보는 것은 드문 일이 아니지만 자외선 대역에서 이러한 고속 유출을 관찰하는 것은 전례가 없는 일이므로 J2318은 현재 자외선 퀘이사풍 기록 중 "가장 빠른 구성원"이 된다고 말했습니다.

이번 연구의 제1저자인 루카스 시턴(Lucas Seaton)은 지구의 기상 비유를 사용하면 이 가스풍의 '풍도'는 '79등급 허리케인'에 해당하며, 각 '레벨'이 증가할 때마다 풍속은 약 20%씩 증가한다고 지적했습니다. 이 이미지 비유는 극도의 속도와 파괴성을 강조합니다. X선 대역에서 더 빠른 속도의 유출이 발견되었지만 J2318은 여전히 ​​자외선 관측 기록을 유지하고 있습니다. 극도로 높은 밝기와 강렬한 방사선으로 인해 블랙홀 활동과 은하 진화 사이의 관계를 연구하는 데 이상적인 실험실입니다.

이 발견은 또한 중요한 물리적 문제를 드러냈습니다. 즉, 가스를 그렇게 빠른 속도로 가속시키는 것은 퀘이사 자체에서 방출되는 거대한 광자 흐름입니다. 그러나 동일한 방사선이 원자에서 전자를 제거하여 탄소 및 규소와 같은 원소의 이온이 식별 가능한 스펙트럼 특성을 잃게 됩니다. 그러나 J2318의 스펙트럼에서 연구원들은 상대론적 속도로 이동하는 탄소 및 실리콘 이온의 흡수선을 분명히 보았습니다. 이는 가스가 강한 방사선 가속 과정 동안 여전히 일부 전자를 보유하고 있음을 의미하며 "가스를 완전히 이온화하지 않고 광속의 30%까지 가속하는 방법"에 대한 기존 이론에 새로운 도전을 제기합니다.

이 기록적인 수준의 유출은 새로운 관측 계획에서 비롯된 것이 아니라 SDSS(Sloan Digital Sky Survey) 데이터의 장기간 축적에서 "세척"되었습니다. 요크 대학의 학생인 Mariana Veltri는 학부생으로서 J2318의 특이한 스펙트럼 특성을 식별했습니다. 그런 다음 Hall은 학부생 Zhu Zezhou가 개발한 소프트웨어를 사용하여 희귀한 고속 유출 신호가 있음을 추가로 분석하고 확인했으며 추적 관찰을 위해 하와이에 있는 8미터 Frederick C. Gillett Gemini North 망원경의 사용을 신속하게 신청하여 궁극적으로 기록적인 풍속을 확인했습니다.

Hall은 무지개가 햇빛을 다양한 색상으로 분해하는 것처럼 Sloan Survey의 분광기는 별, 은하 및 퀘이사의 빛을 변칙적 표적을 식별할 수 있는 상세한 스펙트럼으로 분해한다고 설명했습니다. 그는 대규모 하늘 측량 프로젝트와 최신 데이터 처리 도구가 발견 모델을 변화시키고 있다고 강조했습니다. 과거에는 박사 학위나 대학원생만이 발견을 할 수 있었습니다. 이제 학부생들은 대규모 스펙트럼 데이터에서 새로운 극한 천체를 발견할 수 있어 천체 물리학 연구에 새로운 힘을 불어넣을 수 있습니다.

연구팀은 퀘이사풍의 중요성이 단일 블랙홀 그 자체를 훨씬 뛰어넘는다고 지적했다. 점점 더 많은 증거에 따르면 블랙홀 강풍은 은하 가스를 가열하고, 별 형성을 억제하거나 촉발하며, 물질을 거대한 규모로 재분배함으로써 은하의 진화에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 공동저자인 워싱턴 보셀(University of Washington Bothell) 연구원인 파올라 로드리게스 이달고(Paola Rodriguez Hidalgo)는 이러한 유형의 극단적인 유출은 "블랙홀 피드백"과 오랜 이론 모델의 전반적인 은하 진화 사이의 누락된 연결고리일 수 있다고 말했습니다. 수년 동안 은하 형성 시뮬레이션에 관련 프로세스가 포함되어 있었지만 관측을 통해 이러한 모델을 정확하게 제한하고 수정하려면 여전히 많은 작업이 필요합니다.

현재 팀은 서로 다른 거리와 시간에서 우주에서 유사하거나 더 빠른 자외선 플럭스를 계속 검색하려고 노력하고 있지만 J2318과 같은 시스템은 극히 드물며 수십 년 동안의 관측 데이터에도 그 속도를 따라갈 수 있는 물체가 거의 없습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 극단적인 퀘이사 바람의 발견은 과학자들이 초대질량 블랙홀이 달성할 수 있는 한계에 더 가까워지고 이러한 "우주 엔진"이 수십억 년의 시간 규모에서 은하계의 운명을 어떻게 결정하는지 명확히 하는 데 도움이 될 것입니다.

연구 논문의 제목은 "빠르고 무자비한 가족의 새로운 구성원: 고광도 퀘이사의 상대론적 및 시변 자외선 유출"이며 2026년 6월 4일 천체물리학 저널에 게재되었습니다. 이는 미래 관련 이론 및 수치 시뮬레이션을 위한 핵심 관측 벤치마크를 제공합니다. 공동 저자인 릴리아나 플로레스(Liliana Flores)가 말했듯이 자외선 대역에서 J2318보다 빠른 유출을 찾는 것은 쉽지 않지만, 연구팀은 블랙홀과 그 엄청난 영향력에 대한 인류의 이해를 더욱 확장하기 위해 가까운 우주부터 관측 가능한 우주의 깊은 곳까지 계속해서 탐색할 예정이다.