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2017년 5월 27일 토요일

우주 이야기 656 - 우주 초기에 빠르게 성장하는 은하



(Artist's impression of a quasar and neighboring merging galaxy. The galaxies observed by the team are so distant that no detailed images are possible at present. This combination of images of nearby counterparts gives an impression of how they might look in more detail. Credit: The image was created by the Max Planck Institute for Astronomy using material from the NASA/ESA Hubble Space Telescope.)


 우리 은하처럼 성장한 은하는 성인과 마찬가지로 거의 성장하지 않습니다. 은하 내부에서 새로운 별이 매우 느리게 생성되기 때문입니다. 성장한 은하의 경우 다른 은하와 충돌 합체하는 경우를 제외하면 새로운 별이 생성되는 속도는 매우 느린 편입니다. 


 하지만 과학자들은 멀리 떨어진 은하를 관측해서 우주 초기의 젊은 은하들은 그렇지 않다는 사실을 알고 있습니다. 아직 가스는 많고 별은 적기 때문에 활발하게 별이 생성되고 있는 것입니다. 최근 카네기 대학과 막스 플랑크 천문학 연구소의 과학자들은 빅뱅 직후 10억년 이내의 매우 젊은 은하가 우리 은하의 1000배가 넘는 속도로 별을 생성하는 장면을 목격했습니다. 


 본래 연구팀이 관측했던 것은 밝은 퀘이사입니다. 퀘이사의 정체는 빠른 속도로 물질을 흡수하는 은하 중심 블랙홀로 아주 먼 거리에서도 관측이 가능하기 때문에 우주 초기의 멀리 떨어진 천체를 관측할 때 주로 이용됩니다. 


 그런데 연구팀은 퀘이사가 존재하는 은하에서 별이 생성되는 속도를 분석했습니다. 태어나는 어린 별은 스펙트럼에 차이가 있기 때문에 구분이 가능하기 때문입니다. 적색 편이 6 이상인 매우 멀리 떨어진 퀘이사들의 별 생성 속도를 측정한 결과 적어도 매년 태양 질량의 수백배가 넘는 별이 생성된다는 사실을 밝혀졌습니다. 


 은하의 크기에 비해서 많지 않은 양처럼 들릴 수도 있지만, 10억년 정도만 이 속도로 별이 생성되면 우리 은하계 보다 더 큰 은하가 형성될 수 있습니다. 과학자들은 이와 같이 우주 초기에 매우 빠른 속도로 별이 생성되는 은하 덕분에 우주 나이가 15억년 정도 된 시기에도 이미 상당히 큰 은하가 형성될 수 있었던 것으로 보고 있습니다. 


 사람도 하나의 세포에서 시작할 때 가장 빠른 속도로 활발하게 증식합니다. 은하 역시 비슷한 과정을 거치는 것을 알 수 있습니다. 사람의 인생에 각각의 시기가 있듯이 은하 역시 시간에 따라 나이를 먹으면서 변한다는 사실이 재미있습니다. 


 참고 


 Rapidly star-forming galaxies adjacent to quasars at redshifts exceeding 6, Nature (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/nature22358




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