우주 이야기 761 - 오래된 별로 이뤄진 은하

(This is a Hubble Space Telescope image of galaxy NGC 1277. The galaxy is unique in that it is considered a relic of what galaxies were like in the early universe. The galaxy is composed exclusively of aging stars that were born 10 billion years ago. But unlike other galaxies in the local universe, it has not undergone any further star formation. Astronomers nickname such galaxies as "red and dead," because the stars are aging and there aren't any successive generations of younger stars. The telltale sign of the galaxy's "arrested development" lies in the ancient globular clusters that swarm around it. The reddish clusters are the strongest evidence that the galaxy went out of the star-making business long ago. Otherwise, there would be a lot of blue globular star clusters, which are largely absent. The lack of blue clusters suggests that NGC 1277 never grew further by gobbling up surrounding galaxies. The galaxy lives near the center of the Perseus cluster of over 1,000 galaxies, located 240 million light-years away from Earth. NGC 1277 is moving so fast through the cluster, at 2 million miles per hour, that it cannot merge with other galaxies to collect stars or pull in gas to fuel star formation. In addition, near the galaxy cluster center, intergalactic gas is so hot it cannot cool to condense and form stars.

Credits: NASA, ESA, and M. Beasley (Instituto de Astrofísica de Canarias))

(This is a blink comparison that plots the location of the red stars and blue stars that dominate the globular clusters in galaxies NGC 1277 and NGC 1278. It shows that NGC 1277 is dominated by ancient red globular clusters. This is evidence that galaxy NGC 1277 stopped making new stars many billions of years ago, compared to NGC 1278, which has more young blue star clusters.

Credits: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI))

 허블 우주 망원경이 초기 우주의 유물(relic)이라고 부를 수 있는 오래된 별로 된 은하를 발견했습니다. 페르세우스 자리 방면으로 2억4천만 광년 떨어진 위치에 있는 NGC 1277가 그 주인공인데, 놀랍게도 100억살 먹은 별로 구성된 은하라는 사실이 스펙트럼 분석 결과 발견되었습니다. 이 은하의 구상 성단은 전적으로 오래된 별 (두 번째 사진에서 붉은 점)로만 구성되어 있으며 젊은 별로 구성된 성단 (파란 점)은 거의 전무한 상태입니다. 

(동영상) 

 이런 식으로 성장이 멈춘 ("arrested development") 은하가 어떻게 가능한지는 아직 확실치 않습니다. 하지만 허블 우주 망원경 관측 결과는 이 은하가 크기에 비해 상당히 거대한 중심 블랙홀을 가지고 있음을 시사하고 있습니다. 이는 새로운 별이 생성을 블랙홀이 막았거나 혹은 본래는 더 큰 은하였는데 가스를 빼앗겨 지금의 모습이 되었을 가능성 등을 시사하는 것 같습니다. 하지만 정확한 이유는 알지 못합니다. 

 한 가지 더 흥미로운 사실은 이 은하가 1000개 이상의 은하로 구성된 페르세우스 은하단을 시속 320만km라는 빠른 속도로 이동하고 있다는 것입니다. 이는 이 은하가 뭔가 과거에 격렬한 사건을 겪었을 가능성을 시사합니다. 

 이 은하의 비밀을 풀어내기 위해서는 역시 더 세밀한 관측이 필요합니다. 연구팀은 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경이 이 비밀을 푸는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있습니다. 과연 무슨 사연이 있어 노인들로만 구성된 은하가 되었는지 궁금합니다. 

 참고 

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/arrested-development-hubble-finds-relic-galaxy-close-to-home

The primordial red globular cluster system of NGC 1277, Nature (2018). nature.com/articles/doi:10.1038/nature25756 

 https://phys.org/news/2018-03-hubble-relic-galaxy-home.html#jCp