(Annotated image of the Spiderweb Galaxy as seen by the Hubble Space Telescope (optical) in red, the Very Large Array (radio) in green and the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (sub-millimetre) in blue. The red colour shows where the stars are located within this system of galaxies. The radio jet is shown in green, and the position of the dust and water are seen in blue. The water is located to the left and right of the central galaxy. The water to the right is at the position where the radio jet bends down wards. The dust is also seen in blue. The dust is located at the central galaxy and in smaller companion galaxies in its surroundings. Credit: NASA/ESA/HST/STScI/NRAO/ESO )
물은 우주에 매우 흔한 분자 가운데 하나입니다. 우주에서 가장 흔한 원자인 수소 두 개와 역시 수소처럼 흔하지는 않지만, 별 중심부의 핵융합 반응의 결과로 생성되는 원소 가운데 흔한 산소 원자 하나로 이뤄졌기 때문입니다. 따라서 지구가 물의 행성이 된 것도, 태양계에 수많은 얼음 천체가 존재하는 것도 놀라운 일은 아닙니다. 물 자체가 우주에 흔한 분자이니까요.
천문학자들은 물 분자가 흡수하거나 내놓는 파장을 분석해서 이와 같은 사실을 오래전부터 알고 있었습니다. 하지만 최근 천문학자들은 전혀 예기치 않은 장소에서 물을 발견하고 놀라지 않을 수 없었습니다.
던햄 대학의 굴버그 박사 (Dr Gullberg, of the Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, UK.)와 그녀의 동료들은 세계 최대의 전파 망원경인 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)를 이용해서 지구에서 100억 광년 떨어진 먼 은하인 거미줄 은하(Spiderweb Galaxy)를 관측했습니다.
여러 개의 은하가 서로 합쳐지고 있는 거미줄 은하는 은하 중심 블랙홀이 활발하게 물질을 뿜어내는 초기 은하입니다. 100억 광년 떨어진 은하라는 것은 100억 년 전의 은하라는 이야기인데, 이 시기에는 이런 형태의 은하가 드물지 않았습니다.
그런데 이 블랙홀의 제트 근방에서는 놀랍게도 물 분자의 파장이 확인되었습니다. (사진) 이는 거대 질량 블랙홀 근방의 분자 구름 속의 물 분자가 제트 등에 의해 가열되면서 확인된 것입니다. 앞서 이야기 했듯이 물 자체는 흔한 물질이지만, 은하 중심 블랙홀 주변 가스에서 발견되는 것은 예기치 않았던 것입니다.
이 발견은 물 분자가 성간 가스 속에 오래전부터 흔하게 존재했다는 사실을 알려주고 있습니다. 따라서 오래전 생성된 별과 행성에도 물이 드물지 않게 존재할 것입니다. 지구의 생명은 이렇게 흔하게 존재하는 물질을 기반으로 탄생한 것입니다. 그렇다면 다른 행성계 역시 그렇지 않을까요? 아직은 말할 수 없지만, 앞으로 우리가 검증해야 하는 과제입니다.
참고
ALMA Finds Dew Drops in the Dusty Spider's Web, Bitten Gullberg et al, February 2016,Astronomy & Astrophysics: arxiv.org/pdf/1602.04823v1.pdf
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