은하들은 보통 단독으로 존재하기 보다는 다른 은하와 중력으로 이끌려서 은하군 (Group of Galaxies)을 이루고 있습니다. 수십개의 은하가 모여서 형성되는 은하군은 더 큰 집단인 은하단 (Galaxy Cluster)에 속해있는 경우가 많습니다. 거대 은하단은 수천개 이상의 은하를 지녀 그 크기와 질량에서 천문학적인 단위를 자랑합니다.
최근 나사의 찬드라 X 선 망원경 및 유럽 우주국(ESA)의 XMM-Newton 망원경은 지구에서 적어도 80억 - 96억 광년 정도 떨어진 위치에서 우리 우주 초기에 형성된 것으로 보이는 새로운 거대 은하단을 발견했습니다. 과학자들은 이 은하단에 쥬이엘로(Gioiello)라는 명칭을 붙였는데, 이탈리아어로 보석이라는 뜻입니다. 실제 이 은하단의 이미지는 마치 밤하늘의 보석 같습니다.
(초거대 은하단 쥬이엘로. A Chandra composite image shows the distant and massive galaxy cluster that is officially known as XDCP J0044.0-2033. Image Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi, et al; Optical: NAOJ/Subaru a)
이 은하단의 존재를 처음으로 관측한 것은 XMM 뉴튼이었습니다. 거리는 약 96억 광년으로 추정되었습니다. 찬드라 X선 위성 관측 결과는 80억 광년 정도로 지구에서 매우 먼 거리에 형성된 초은하단이었습니다. 질량은 제목에서 언급한 것 처럼 태양 질량의 400조배 정도로 추산되었습니다.
그런데 은하단까지의 거리가 멀다는 것은 사실상 과거의 은하단을 보고 있다는 의미입니다. 과학자들은 이 은하단이 아마도 생긴지 8 억년 이내의 매우 젊은 은하단일 것으로 생각되고 있습니다. 이 정도 나이에서는 이 은하단이 가장 거대한 은하단이라고 할 수 있다고 합니다. 2011년 발견된 초거대 은하단 엘 가르도 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100208682181 참조) 보다는 작지만 더 젊은 은하단일 가능성이 있습니다.
어떻게 우주의 초창기에 이런 거대 은하단이 생길 수 있는지는 아직 분명하지 않은 점들이 있습니다. 다만 저멀리 보석처럼 빛나는 거대한 은하단의 존재가 XMM 뉴튼과 찬드라 X 선 관측 위성 덕분에 밝혀진 것이죠. 참고로 위의 이미지에서 자주색 이미지는 찬드라 X선 위성 이미지이며, 주변에 있는 붉은색 이미지는 허셜 우주 망원경 이미지입니다. 스바루 망원경에 얻은 광학 이미지는 적색, 녹색, 청색으로 표시되어 있습니다.
이 거대 은하단을 발견한 과학자들은 갈릴레오 갈릴레이가 말년을 보낸 위치에서 가까이 있는 빌라 일 쥬이엘로(Villa il Gioiello) 이 발견에 대해서 처음 토의했기 때문에 이런 이름을 붙이게 되었다고 합니다. 아무튼 위의 이미지와 잘 맞는 명칭이 아닐 수 없습니다.
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