너무 일찍 자란 은하들

우주가 태어나고 3억 년이면, 은하가 만들어지기에는 짧은 시간이다. 기체가 모이고 별이 켜지고 그 별들이 다시 모여 은하가 되려면 적어도 수억 년은 걸린다고 여겨져 왔다.

관측이 먼저 앞서갔다

제임스 웹 우주망원경이 가동된 뒤 상황이 달라졌다. 적외선으로 찍은 깊은 하늘 사진에서, 붉게 늘어진 점들이 잇따라 확인됐다. 빛이 늘어난 정도를 재어 보니 우주가 아주 어렸을 때 떠난 빛이었다.

이 은하들의 밝기를 별의 질량으로 환산하면 태양 수십억 개 분량이 된다. 표준 우주론이 그 시기에 허용하는 양보다 많다.

세 가지 설명이 경쟁한다

• 별이 유난히 밝았을 가능성. 초기 우주의 별은 무겁고 뜨거웠을 수 있다. 같은 질량으로도 훨씬 밝게 보인다.
• 블랙홀이 섞여 있을 가능성. 중심의 블랙홀이 물질을 삼키며 내는 빛을 별빛으로 착각했을 수 있다.
• 이론을 고쳐야 할 가능성. 물질이 뭉치는 속도에 대한 계산 자체가 틀렸을 수 있다.

셋 중 무엇이든, 지금 우리가 초기 우주에 대해 쓰고 있는 교과서의 한 장은 다시 써야 한다.

아직 남은 것

밝기만으로는 별인지 블랙홀인지 가릴 수 없다. 분광 관측으로 빛을 색깔별로 쪼개 봐야 한다. 후보 은하 가운데 그 작업이 끝난 것은 아직 일부다. 결론을 말하기에는 이르다.