美 연구팀 "초기 우리은하와 닮은 꼴…은하 진화과정 단서 제공"
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빅뱅 후 6억년 된 우주에서 포착된 형성 초기 단계 은하 |
미국 매사추세츠주 웰즐리대학 라미야 모울라 교수팀은 12일 과학 저널 네이처(Nature)에서 미항공우주국(NASA) 제임스 웹 우주 망원경(JWST)과 중력렌즈(gravitational lensing)의 확대 효과를 이용해 빅뱅 후 6억년 된 우주에서 초기 형성 단계 은하를 발견했다고 밝혔다.
'반딧불이 스파클'(Firefly Sparkle)로 명명된 이 은하는 중력 렌즈와 JWST로 확인된 가장 먼 은하로, 초기 형성 단계의 젊고 가스가 풍부한 은하 특징을 잘 보여줘 초기 우주에서 우리은하의 진화 과정을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.
연구팀은 이 연구에서 중력 렌즈의 확대 효과와 제임스 웹 우주 망원경의 고감도 관측 성능을 결합해 우주가 현재 나이의 약 5%인 6억년에 불과했을 때 전체 질량이 우리은하의 1만분의 1에 불과한 저질랑 은하를 포착했다.
중력 렌즈는 은하단 같은 거대 질량 천체가 더 멀리 있는 천체에서 오는 빛을 굴절시킬 때 발생하는 시각적 효과로, 거대한 중력으로 휘어진 시공간이 빛을 휘게하고 확대하는 돋보기 렌즈처럼 작용한다.
반딧불이 스파클 은하는 허블 우주 망원경(HST)으로 처음 관측됐지만 너무 멀어 그동안 정확한 거리나 크기, 특성 등은 자세히 연구되지 못했었다.
연구팀은 이 연구에서 반딧불이 스파클 은하가 빅뱅 후 6억년 동안 형성된 초기 단계 은하라는 사실을 밝혀냈으며, 이 은하에서 각각 6천만 광년과 4만 광년 떨어진 위치에서 현재 우리은하보다 크기가 작은 '반딧불이 절친'(FBF) 은하와 '반딧불이 새 절친'(FNBF) 은하도 발견했다.
분석 결과 반딧불이 스파클 은하는 초기 형성 단계에 있는 젊고 가스가 풍부한 은하일 가능성이 큰 것으로 나타났다.
이 은하는 전체 질량이 태양의 약 1천만배에 달하며, 전체 질량의 49~57%는 10개의 성단(star cluster)에 집중돼 있고, 각 성단의 질량은 태양의 10만~100만배 정도인 것으로 분석됐다.
연구팀은 반딧불이 스파클 은하는 우주 태동기에 서로 나뉘어져 있던 성단들이 모여 은하를 형성하기 시작한 단계인 것으로 보인다며 이 시기에 관측된 것 중 가장 작은 은하로 질량이 형성 초기의 우리은하와 비슷할 것으로 추정했다.
NASA 고다드 우주비행센터 브라이언 웰치 박사는 이 논문과 함께 게재된 비평(News & Views)에서 "연구팀이 JWST로 초기의 우리은하와 닮은 은하를 포착했다"며 "이 은하를 연구하면 우리은하가 어떻게 형성됐는지에 대한 단서를 얻을 수 있을 것"이라고 말했다.
◆ 출처 : Nature, Lamiya Mowla et al., 'Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe', https://www.nature.com/articles/s41586-024-08293-0
scitech@yna.co.kr
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