우주 이야기 1119 - 은하 중심부에서 알을 깨고 나오는 아기 별

(ALMA pseudo-color composite image of the gas outflows from baby stars in the Galactic Center region. Gas moving toward us is shown in blue and gas moving away from us is shown in red. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Lu et al)

우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대 블랙홀이 존재합니다. 이 거대 질량 블랙홀이 있는 주변부는 은하계에서 가장 물질 밀도가 높지만, 초신성 폭발이 빈번하고 고에너지 입자와 자기장이 센 장소로 새로운 별이 생기기 어렵다고 생각됐습니다. 하지만 일본 국립 천문대의 싱 루(Xing Lu, an astronomer at the National Astronomical Observatory of Japan)와 그 동료들은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 여러 개의 아기 별을 관측했습니다.

은하 중심부는 많은 가스와 먼지에 가려져 있어 광학 망원경으로는 관측이 어렵습니다. 연구팀은 파장이 긴 전파 망원경인 ALMA를 이용해 은하 중심 블랙홀에서 1000광년 정도 떨어진 Central Molecular Zone (CMZ)를 관측했습니다. 본래 이런 분자 구름에서는 가스가 모여 새로운 별이 생성되기 쉽지만, 연구팀은 강한 자기장과 가스 난류로 인해 별이 생성되지 않을 것으로 예상했습니다.

하지만 관측 결과는 예상과 달랐습니다. 연구팀은 800개의 가스 코어 (gas core)를 발견했습니다. 가스가 중력에 의해 밀도가 높아지고 응축된 것입니다. 이런 가스 코어는 별의 알 (stellar egg)라고 할 수 있습니다. 더 중요한 관측 결과는 이 가운데 43개에서 희미하지만 에너지와 물질의 방출을 확인했다는 것입니다. 이는 새로운 별이 알을 깨고 태어나고 있다는 증거입니다. (사진 참조)

이번 연구 결과는 은하 중심부 가스 구름에서는 새로운 별 생성이 은하 다른 부위의 10% 수준에 불과하다는 이전 연구 결과에 의문을 제기하고 있습니다. 두꺼운 가스와 먼지에 가려 잘 보이지 않을 뿐이지 사실은 은하 다른 지역과 별 차이가 없을 가능성이 있는 것입니다.

ALMA는 강력한 분해능과 먼지와 가스를 뚫을 수 있는 긴 파장을 이용해서 우주의 비밀을 풀어내고 있습니다. 앞으로도 계속해서 새로운 사실을 밝혀낼 것으로 기대됩니다.

참고

https://phys.org/news/2021-03-stellar-eggs-galactic-center-hatching.html

Xing Lu et al. ALMA Observations of Massive Clouds in the Central Molecular Zone: Ubiquitous Protostellar Outflows, The Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-4357/abde3c

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