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우주 이야기 603 - 건설중인 은하



(This graphic shows a frame from a computer simulation (main image) and astronomical data (inset) of a distant galaxy undergoing an extraordinary construction boom of star formation, as described in our press release. The galaxy, known as SPT0346-52, is 12.7 billion light years from Earth. This means that astronomers are observing it at a critical stage in the evolution of galaxies, about a billion years after the Big Bang. Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Florida/J.Ma et al; Optical: NASA/STScI; Infrared: NASA/JPL-Caltech; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Simulation: Simons Fdn./Moore Fdn./Flatiron Inst./Caltech/C. Hayward & P. Hopkins)


(Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Florida/J.Ma et al; Optical: NASA/STScI; Infrared: NASA/JPL-Caltech; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Simulation: Simons Fdn./Moore Fdn./Flatiron Inst./Caltech/C. Hayward & P. Hopkins)


 천문학자들은 더 멀리 떨어진 은하를 관찰하므로써 과거 우주의 모습을 알아낼 수 있습니다. 127억 광년 떨어진 은하는 127억 년 전의 모습을 간직하고 있기 때문입니다. 빅뱅 직후 10억 년 정도 된 이 시기에는 현재와 같은 대형 은하보다는 새롭게 생성되는 은하가 다수 존재했습니다. 


 국제 천문학자팀은 나사의 찬드라 X 선 위성 및 여러 망원경을 이용해서 SPT 0346-52라고 명명된 은하를 관측했습니다. ALMA 및 미 국립 과학 재단의 South Pole Telescope (SPT)을 이용한 관측 데이터를 분석한 결과 과학자들은 이 은하에서 엄청난 수의 별이 생성되고 있음을 발견했습니다. 


 그 속도는 매년 태양 질량의 4500배에 달하는 새로운 별이 생성되는 수준이었는데, 지금까지 발견한 은하 가운데서 가장 빠른 속도 가운데 하나라고 합니다. 천문학자들은 수많은 스타버스트 은하 ('starburst' galaxies)을 관측했지만, 이번 관측은 하이퍼 스타버스트 은하 ('hyper-starburst' galaxy)라고 부를 만한 것이었다고 합니다. 


 매년 태양 질량의 4,500배라고 하면 많지 않은 것 같지만, 은하의 나이는 인간과는 비교할 수 없이 길다는 점을 생각해야 합니다. 이 상태로 1억년 동안 지속되면 태양 질량의 4,500억 배에 달하는 별이 생기는 셈입니다. 이는 우리 은하의 4,500배나 빠른 속도입니다. 


 이와 같은 결론은 이 은하에서 나오는 적외선 방출 분석을 통해 이뤄졌는데, 한 가지 다른 설명도 가능합니다. 예를 들어 강력한 은하 중심 블랙홀에서 에너지가 방출되는 경우죠. 다만 이 경우에는 X선 등 다른 영역에서 에너지 방출도 있어야 하는데, 이번 관측에서는 그런 에너지가 확인되지 않았기 때문에 과학자들은 새로운 별이 대거 생성되는 것으로 파악하고 있습니다. 


 왜 이렇게 많은 별이 한꺼번에 생성되는지는 아직 모릅니다. 하지만 별을 만들 재료가 되는 가스가 고갈되면 이 속도는 결국 줄어들 수밖에 없겠죠. 지금은 조용한 우리 은하도 어쩌면 한 때 이렇게 격렬하게 새로운 별이 생성되던 은하였는지도 모릅니다. 우리의 모습도 생애 주기에 따라 변하듯이 은하 역시 마찬가지가 아닐까 생각합니다. 


 참고 


Jingzhe Ma et al. SPT0346-52: NEGLIGIBLE AGN ACTIVITY IN A COMPACT, HYPER-STARBURST GALAXY AT= 5.7, The Astrophysical Journal (2016). DOI: 10.3847/0004-637X/832/2/114 , https://arxiv.org/abs/1609.08553 



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