기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 267 - 우리 우주의 젊은 은하계를 포착한 허블 우주 망원경



 은하의 탄생과 진화는 우주를 연구하는 과학자들에게는 매우 흥미롭고 중요한 주제입니다. 그런데 발생 초기의 젊은 은하들을 연구하는데는 매우 큰 문제가 한가지 존재합니다. 그것은 젊은 신생 은하들이 대부분 지구에서 엄청나게 멀리 떨어져 있다는 사실입니다. 생각해 보면 당연한 이유인데 우리에게 10 억광년 떨어진 은하의 모습을 관측하면 사실 10 억 년 전의 모습을 보는 것이고 100 억 광년 떨어진 은하의 모습을 관측하면 100 억 년 전의 모습을 보는 것이기 때문입니다.  


 이와 같은 사실을 고려할 때 초기 은하의 모습을 관측한다는 것은 아주 멀리 떨어진 희미한 은하를 관측한다는 의미가 될 수 밖에 없습니다. 이 정도 거리에서는 허블 우주 망원경 이미지로 관측을 하더라도 은하가 희미한 작은 점으로 밖에 보이지 않기 때문에 과학자들은 초기 은하의 모습을 상세하게 알아내는데 많은 어려움을 겪고 있습니다.  


 그런데 과연 비교적 가까운 거리에 새롭게 생성되는 은하는 없을까요 ? 최근 나사와 유럽 우주국 (ESA) 이 합동으로 허블 우주 망원경을 이용해서 그 후보가 될 만한 은하를 찾아냈다고 합니다. DDO 68 혹은 UGC 5340 으로 알려진 이 은하는 우리 은하에서 비교적 가까운 거리인 3900 만 광년 정도 떨어져 있습니다. 지금까지 발견된 젊은 은하들 가운데서는 가장 가까운 축에 속합니다.   




(DDO 68 의 허블 우주 망원경 이미지. This image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows a cosmic oddity, dwarf galaxy DDO 68. This ragged collection of stars and gas clouds looks at first glance like a recently-formed galaxy in our own cosmic neighbourhood. But, is it really as young as it looks? Credit : ESA & NASA) 


 DDO 68 은하는 젊은 은하가 가지는 여러가지 특징들을 가지고 있습니다. 그 중에서 중요한 것은 은하를 구성하는 물질들의 구성으로 초기 은하들은 빅뱅 직후 생긴 물질들 - 수소가 90% 이고 나머지 10% 는 헬륨, 그리고 소량의 리튬 - 로 구성되어 있습니다. DDO 68 의 물질 구성은 원시적인 은하와 비슷해 이 은하가 생성된지 얼마 안되었을 가능성을 시사합니다.  

 일반적으로 은하가 나이가 듦에 따라서 초신성 폭발과 별의 죽음으로 인해 무거운 원소들이 대량으로 우주 공간에 뿌려지게 됩니다. 따라서 나이가 많은 은하들은 모두 이런 무거운 원소들을 많이 가지고 있습니다. (물론 그래도 수소와 헬륨이 가장 흔하지만) 이런 원소가 적다는 것은 중요한 증거입니다.  


 아직 은하의 모습을 제대로 갖추지 못한 DDO 68 에서 아직까지 오래된 별을 찾지 못했다는 것도 또 한가지 중요한 포인트입니다. 만약 이 은하에서 아주 오래된 것이 분명한 구상성단 같은 게 보인다면 이 은하가 생각보다 훨씬 오래되었을 가능성이 존재하겠죠.  


 이렇게 새로 생겨난 젊은 은하라는 증거에도 불구하고 과학자들은 DDO 68 이 과연 진짜 젊은 은하인지 아니면 젊게 보이는 불규칙 은하인지 (한마디로 동안인지) 에 대해서 아직은 조심스럽게 판단을 유보하고 있습니다. 향후 추가 관측을 통해서 더 구체적인 증거가 나와봐야 알겠지만 이 은하가 실제로 젊은 은하라면 매우 중요한 연구 대상이라고 할 수 있으며 만약 젊게 보이는 고령 은하 (?) 라면 젊게 보이는 비결이 무엇인지가 흥미로운 연구 대상이 될 것 같습니다. 


 우주 공간에서 가스가 모여 별이 되는 경우는 그렇게 드물지 않으나 은하단이나 은하군 사이에서 가스와 먼지가 모여 새로운 은하를 형성하는 경우는 우리 은하 가까이에서는 잘 관측된 적이 없는 일입니다. 은하를 형성하기 위해서는 상당히 많은 물질이 필요하기 때문이겠죠.


 과연 DDO 68 이 젊은 은하인지 단지 동안 (?) 일 뿐이지 미래의 흥미로운 연구 과제가 될 듯 합니다.


 참고 




댓글

이 블로그의 인기 게시물

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

비타민 D - 우울증 예방 효과는 없다

   다른 비타민과 마찬가지로 비타민 D는 사람이 살아가는데 반드시 필요한 비타민입니다. 비타민 D가 부족한 경우 뼈에 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 그런데 한 가지 더 흥미로운 사실은 여러 질병에서 비타민 D 부족이 관찰된다는 것입니다. 예를 들어 우울증의 경우에도 비타민 D 부족이 보고된 바 있습니다. 일부 연구자들은 햇빛을 받아 생성되는 비타민 D 부족이 계절성 우울증 장애 (seasonal affective disorder)의 원인일지 모른다고 생각해왔습니다.   하지만 하버드 의대와 메사추세스 종합 병원(MGH)의 연구팀은 비타민 D3 (cholecalciferol) 보충제를 사용한 대규모 임상 시험에서 비타민 D 복용이 우울증 예방에 특별한 효과가 없다는 사실을 확인했습니다. 이 연구는 종합 비타민제 혹은 단독으로 사용되는 비타민 D 보충제가 질병 예방에 효과가 있는지를 알아보기 위한 것으로 평균 67세의 건강한 성인 남녀 18,353명을 대상으로 진행되었습니다. 연구 참여자들은 두 그룹으로 나뉘어 콜레칼시페롤 (비타민 D3) 2000 IU 혹은 위약을 받아 5년간 복용했습니다. 우울증의 정도는 8-item Patient Health Questionnaire depression scale [PHQ-8]로 측정했습니다.   이 연구에서는 분명한 비타민 D 결핍증이 있는 경우는 제외했는데, 의학적으로 보충이 필요한 정도의 결핍이라면 치료를 하는 게 맞지 위약을 5년이나 주는 것은 윤리적으로 문제가 있기 때문입니다. 따라서 연구의 목표는 비타민이 부족하지 않은 건강한 사람에서 비타민 보충제가 혹시 우울증 예방에 효과가 있는지를 알아보려는 것입니다.   연구 결과 실험군과 대조군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다. 우울증 발생률은 두 그룹에서 별로 차이가 없었으며 연구 시작과 종료 시점에 그룹 내에서도 별 차이가 없었습니다. 따라서 비타민 D가 부족하지 않...