(Figure 1: A wide field-of-view false-color image of a massive quiescent galaxy taken by Surpime-Cam on the Subaru Telescope (main image) and a high resolution close-up (inset) by IRCS (Infrared Camera and Spectrograph) on the Subaru Telescope. The yellow circle shows the point spread function of this observation corrected with the AO188 adaptive optics system. Credit: NAOJ)
오늘날 우주에는 다양한 형태의 은하가 존재합니다. 이들 가운데서 가장 큰 은하는 거대 타원 은하 massive elliptical galaxies로 우리 은하보다 더 거대한 대형 은하를 포함하고 있습니다. 흥미로운 사실은 이 대형 은하에 젊은 별이 거의 없다는 것입니다. 이 이야기는 대형 타원 은하가 형성될 시점에 새로운 별이 폭발적으로 생성된 후 어떤 이유로 별 생성이 중단되 나이든 별로 구성된 은하가 되었다는 이야기입니다. 물론 새로운 별이 아주 안생기는 건 아니지만, 대부분 별이 나이가 좀 된 오래된 별이라는 이야기입니다.
과학자들은 먼 우주의 관측으로 통해 우주 초기 단계부터 대형 은하가 탄생했다는 사실을 확인했습니다. 최근 일본 국립 천문대 (National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)) 및 도쿄 대학, 코펜하겐 대학 등 국제 천문학자팀은 스바루 망원경에 설치된 여러 광학 장치 (Surpime-Cam on the Subaru Telescope and a high resolution close-up by IRCS (Infrared Camera and Spectrograph))를 이용해 우주 나이의 13%에 해당하는 120억 광년 떨어진 지점에서 거대 타원 은하의 씨앗이 되는 초기 은하 5개를 찾아냈습니다.
이 은하는 오늘날 볼 수 있는 거대 타원 은하와 비슷하게 이미 별의 생성이 별로 없는 상태로 진화했는데, 이렇게 초기 단계부터 거대 은하가 있었다는 사실이 매우 흥미롭습니다. 아무튼 이렇게 이미 초기 단계부터 거대 은하가 됐다고 해도 이 은하들이 성장하지 않는 것은 아닙니다. 씨앗이라는 표현에서 짐작할 수 있듯이 이 은하들은 역시 중력에 의해 주변 은하와 충돌과 합체를 거쳐 더 커져 지금의 거대 타원 은하로 진화합니다. 그런데 거대 은하끼리의 충돌과 거대 은하가 작은 은하를 흡수하는 경우 어느 쪽이 주된 경로인지는 아직 확실치 않습니다.
연구팀의 모델에서는 거대 은하가 주변의 작은 은하를 흡수 합병하는 것이 더 관측 결과와 부합하는 것으로 나타났습니다. 우리 은하 같은 거대 은하 주변에 작은 위성 은하가 많다는 점을 생각하면 타당한 결과로 생각됩니다. 대기업이 다른 작은 기업을 인수합병해 더 커지는 것처럼 거대 은하 역시 작은 은하를 합병해 더 커지는 것으로 생각됩니다. 우연의 일치지만, 인간 세상과 비슷한 모습이 흥미롭습니다.
참고
Mariko Kubo et al. The Rest-frame Optical Sizes of Massive Galaxies with Suppressed Star Formation at z ∼ 4, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aae3e8
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