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우주 이야기 989 - 거대 은하의 원시 코어를 발견하다.



(The red galaxy at the center is a dying galaxy at 12 billion years ago. Astronomers measured the motion of stars in the galaxy and found that the core of the galaxy is nearly fully formed. Credit: NAOJ)


(The dying galaxy in the Subaru/XMM-Newton Deep Field was observed with MOSFIRE on the Keck I telescope. The top-right panel shows the spectrum at 2 microns, which is invisible to the human eye. The spectrum gives the distance to the galaxy (12 billion years ago) as well as a mass of the galaxy, which turned out to be as massive as the core of galaxies today. Credit: NAOJ/Tanaka et al. 2019)


 천문학자들이 빅뱅 직후 15억년 후, 혹은 120억년 전 존재했던 거대 은하핵(Core)을 발견했습니다. 일본 국립 천문대학원/종합 연구 대학원의 타나카 마사유키(Masayuki Tanaka, associate professor of astronomical science in the Graduate University for Advanced Studies and the National Astronomical Observatory of Japan)와 그의 동료들은 하와이에 있는 켁 I (Keck I) 망원경에 설치된 MOSFIRE 장비를 이용해 Subaru/XMM-Newton Deep Field를 관측했습니다.


 우주 초기 은하를 관측할 수 있는 빈 공간인 딥 필드(다른 중간에 위치한 천체나 가스 없이 먼 우주를 볼 수 있는 공간)에서 연구팀은 적색편이가 매우 큰 은하를 발견했습니다. 이 은하는 1조개의 별을 지닌 거대 은하의 코어 로 우주에서 종종 볼 수 있는 대형 은하로 진화하게 될 것입니다. 연구팀이 밝힌 놀라운 사실은 이 은하핵이 생각보다 상당히 성숙한 상태이며 이는 폭발적인 별 생성을 멈춘 꺼진 상태라는 사실입니다. 


 통상적으로 은하는 초기 생성 단계에서는 가스가 풍부하기 때문에 빠른 속도로 별이 생성되다가 가스가 줄어들고 중심 블랙홀의 활동이 활발해지면 별 생성이 멈춰선 나이든 별이 됩니다. 그런데 새로 발견된 은하 코어 (core)는 상당히 우주 초기에 형성되었음에도 불구하고 (이 은하에서 나온 빛은 120억 광년이라는 먼 거리를 이동하면서 파장이 길어지는 적색편이가 일어나 사진처럼 붉게 보임) 별 생성의 꺼짐 (quenching) 현상이 발생해 죽은 은하처럼 변해 있었습니다. 따라서 거대 은하핵은 이미 초기 단계에서 매우 빠르게 형성되는 것으로 보입니다. 


 다만 우주 초기 상태를 이보다 잘 연구하기 위해서는 더 강력한 망원경이 필요합니다. 현재 건설되는 차세대 망원경들은 우주를 더 멀리, 그리고 더 세밀하게 들여다볼 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 


 참고 

Masayuki Tanaka et al, Stellar Velocity Dispersion of a Massive Quenching Galaxy at z = 4.01, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/2041-8213/ab4ff3
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