별이 없는 ‘죽은 은하’의 탄생 비밀 밝혀졌다

심한 요동의 폭풍이 별 형성을 방해

[CBS노컷뉴스 감일근 기자]

중앙의 블랙홀에서 나오는 제트가 주변의 분자가스에 요동을 만들어 별의 구성을 방해한다. (사진 출처: B. Saxton NRAO/AUI/NSF)

별이 없는 '죽은 은하'의 탄생 원인이 밝혀졌다.

죽은 은하는 은하중심의 블랙홀에서 만들어진 심한 요동의 폭풍이 물질의 결합을 방해함으로써 별이 만들어지지 못해 생겨난 것으로 밝혀졌다.

지금까지 죽은 은하는 새로 탄생하는 별로부터 별의 주원료인 가스를 빼앗는 강력한 거대 블랙홀이 은하의 중심에 존재해야 가능하다고 생각해 왔다.

그러나 이번 연구로 거대한 블랙홀이 존재하지 않아도 은하에서 나오는 심한 요동의 폭풍에 의해 죽은 은하가 생실 수 있다는 사실이 새로 밝혀진 것.

대부분의 은하는 중앙에 거대한 블랙홀이 있고, 이 블랙홀은 중력과 자기장의 부산물로 강한 입자 제트를 쏟아낸다.

죽은 은하에서는 이들 제트에 의해 뒤섞여 발생한 강한 요동이 다른 은하와의 충돌로 밀도가 매우 높아진 가스 구름과 충돌을 일으킨다. 이 충돌로 인해 제트로부터 동력을 공급받은 물질의 거의 98%는 은하 중심에서 밖으로 나가지 못하고 붙잡히게 된다.

연구를 이끈 캘리포니아 공과대학 천문학자 케스린 알라탈로는 “정지할 수 없는 힘이 움직일 수 없는 물체를 만난 것처럼 제트 속의 입자들은 주변의 밀도가 높은 가스들과 부딪히며 강한 저항에 직면해 거의 움직이지 못하는 상태가 됐다”고 설명했다.

연구진은 그 결과 발생하는 요동이 별 형성의 초기 단계를 방해해 별이 만들어지지 못하도록 작용한다는 사실을 밝혀냈다.

이번 실험에서 연구진은 알마 망원경(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)을 이용해 NGC 1266 은하를 관찰했다.

알라탈로는 “이 은하는 지금까지 봐온 것 가운데 별의 생성을 가장 강력하게 억제하는 것이었다”며 "은하 중앙의 가스가 초속 400km의 빠른 속도로 움직였지만 이 지역에서 벗어나기에는 역부족이었다"고 설명했다.

은하 중심에서 나오는 제트는 밀도가 높아진 이 가스를 요동치게 만들어, 가스가 한곳에 응집해 별이 탄생되는 것을 방해한 것.

연구진은 이 은하에서 별이 만들어지는 지점을 찾기 위해 원적외선을 추적했다. 이 빛은 별의 탄생과 관련돼 있어 새로운 별이 만들어지는 지점을 찾을 때 이용된다.

NGC 1266에 있어 이 유형의 빛은 은하의 중앙에 특별히 한정된 지역으로부터 나왔다. 중앙에 있는 매우 밀도가 높은 분자 가스 지역이었다.

그러나 이 지역은 별의 형성에 의해 적외선 빛이 나온다고 보기에는 너무 협소했다.

연구진은 이 지역에서 원전외석이 나오는 이유를 분석한 결과 제트의 강한 요동이 밀도가 높은 가스 구름과 충돌해 붙잡힌 결과 마치 별이 만들어질 때처럼 원적외선이 방출되는 사실을 밝혀냈다.

연구진은 시간이 많이 흐르면 블랙홀의 활동이 약화되면서 요동의 정도가 완화돼 별이 만들어지기 시작할 것으로 분석했다.

이번 연구 결과는 천문학 국제학술지인 천체물리학 저널(Astrophysical Journal)에 실렸다.
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