우주 이야기 1332 - 우리 은하의 젊은 별 지도

(NASA map of the Galaxy with chemical map superimposed - Red spots indicate objects with high metallicity and .corresponds to the presence of young stars, which are more abundant in spiral arms. Blue indicates low metallicity. Credit: NASA/McDonald Observatory)

우주가 처음 생성되었을 때 원소의 대부분은 수소와 헬륨 뿐이었습니다. 무거운 별이 초신성 폭발과 함께 짧은 생을 마감하면 그때 무거운 원소들이 대거 우주로 쏟아지는데, 이런 원소들이 뭉쳐 지구가 되고 인간 같은 생명체가 되었다는 점에서 우주의 진화는 과학자들에게 매우 중요한 연구 과제입니다.

과학자들은 우주 초기 은하에는 금속 (천문학에서 수소와 헬륨보다 더 무거운 원소) 비중이 낮고 나이가 들수록 금속 비중이 늘어난다는 사실을 알고 있습니다. 하지만 우리 은하에서 금속 분포가 어떻게 되는지 알아내기는 힘들었습니다. 우리가 은하 안에 있기 때문에 오히려 관측이 어렵기 때문입니다.

텍사스 대학의 케이스 호킨스 (Keith Hawkins at the University of Texas at Austin)가 이끄는 연구팀은 20억 개 이상의 별의 화학적 구성에 대한 정보가 담긴 Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) 및 유럽 우주국의 가이아 망원경 데이터를 이용해 지구에서 32,600광년 떨어진 우리 은하의 화학적 지도를 작성했습니다.

연구 결과 은하의 나선 팔에는 지도에서 붉은 색으로 표시된 젊은 별, 다시 말해 금속 성분이 많은 별들이 풍부했습니다. 그리고 그 사이 공간에는 상대적으로 오래된 별이 다수 존재합니다. 우리 태양 역시 나선팔에 속해 있지만, 중심부보다는 약간 밖에 있다는 점을 알 수 있습니다. 흥미로운 점은 태양은 나선팔 구역 가운데서도 좀 오래된 별이 많은 곳에 속한다는 것입니다.

은하계에서도 나이가 46억 년 정도 되는 태양은 중년층에 속하는 별입니다. 그리고 태양 주변에는 그런 별들이 많아 이들 주변에 행성이 있다면 지구만큼 나이가 되었을 가능성이 높습니다. 이 가운데 과연 생명체가 있는 별들이 얼마나 많을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/space/chemical-mapping-young-stars-milky-way-galaxy/

Keith Hawkins, Chemical Cartography with LAMOST and Gaia Reveal Azimuthal and Spiral Structure in the Galactic Disk, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023;, stad1244, https://doi.org/10.1093/mnras/stad1244

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