우주 이야기 1093 - 가장 멀리 떨어진 은하를 확인하다.

((Upper) The arrow points to the most distant galaxy in the universe. (Lower) Carbon emission lines observed in infrared. When it left the galaxy, the signal was ultraviolet light in the region of 0.2 micrometer, but it was redshifted and stretched to over 10 times that to about 2.28 micrometers. Credit: Kashikawa et al.)

우주를 연구하는 천문학자들이 중요한 관측 목표 중 하나는 더 오래된 은하를 찾는 것입니다. 더 멀리 떨어진 은하를 찾을 수록 더 오랜 시간 빛이 이동한 것이기 때문에 더 오랜 은하입니다. 과학자들은 우주 극초기인 130억년 이전의 초기 은하들을 하나씩 찾아내고 있습니다.

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최근 도쿄 대학의 카시카와 노부나리 교수 (Professor Nobunari Kashikawa from the Department of Astronomy at the University of Tokyo)가 이끄는 연구팀은 하와이에 있는 켁 I (Keck I) 망원경을 이용해서 134억 광년 떨어진 은하를 포착했습니다. 이 거리는 134노릴리온 (nonillion=10^30)km에 해당하며 빅뱅 이후 수억 년 이내의 매우 짧은 시간이며 사실상 우주에 다시 빛이 돌아온 재이온화기 직후에 형성된 초기 은하라고 할 수 있습니다.

재이온화기: https://blog.naver.com/jjy0501/222000370565

이번에 관측한 은하 GN-z11의 적색편이 (Z)는 11.09로 대략 우주 나이가 4억2000만년 일 때 형성된 은하로 생각됩니다. 이 정도 거리에서는 은하도 매우 작고 희미한 점으로 보일 뿐입니다. 연구팀은 허블 우주 망원경으로도 이 은하의 스펙트럼을 분석하기 힘들어 켁 I에 설치된 MOSFIRE를 사용해 이를 관측했습니다.

연구팀에 따르면 GN-z11는 이제까지 확인된 은하 중 가장 큰 적색편이를 지니고 있습니다. 이는 가장 멀리 떨어진 은하라는 것입니다. 아마도 이보다 조금 더 오래된 은하도 찾을 수 있겠지만, 기본적으로 우주의 나이가 있고 재이온화기 전 시기에는 관측이 어려운 만큼 가장 오래된 은하 중 하나라고 봐도 무방할 것입니다.

다만 최신 장비와 대형 망원경을 사용해도 현재는 아주 작은 점으로만 확인이 가능할 뿐입니다. 앞으로 등장할 차세대 거대 망원경과 제임스 웹 우주 망원경을 통해 우주 극초기 은하들에 대한 궁금증을 풀어야 할 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2020-12-farthest-galaxy-universe.html

Linhua Jiang et al, Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957, Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038/s41550-020-01275-y

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