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우주 이야기 1248 - 제임스 웹 우주 망원경이 발견한 가장 초기의 구상 성단



 (Thousands of galaxies flood this near-infrared, high-resolution image of galaxy cluster SMACS 0723. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI)

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(The researchers studied the Sparkler galaxy located in Webb's First Deep Field and used JWST to determine that five of the sparkling objects around it are globular clusters. Credit: Image via Canadian Space Agency with images from NASA, ESA, CSA, STScI; Mowla, Iyer et al. 2022.)

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(Gravitational lensing is used by astronomers to study very distant and very faint galaxies. Credit: NASA, ESA & L. Calçada)

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캐나다 토론토 대학 던롭 천문학 및 천체물리학 연구소 (Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics in the University of Toronto's Faculty of Arts & Science)의 과학자들이 이끄는 과학자팀이 제임스 웹 우주 망원경을 이용해서 가장 멀리 떨어진 우주 초기의 구상 성단 (globular clusters)을 발견했습니다.

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캐나다 CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) 팀은 제임스 웹 우주 망원경의 첫 딥 필드 관측 결과를 분석했습니다. 여기에는 과학자들이 불꽃 (sparkling) 은하라고 부르는 90억 광년 떨어진 초기 은하가 있습니다.

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이 은하는 SMACS 0723 라는 은하단의 중력 렌즈 때문에 본래 크기의 100배 정도 커 보입니다. 과학자들은 과거 허블 우주 망원경 관측에서 은하 주변의 작은 점들을 확인했지만, 해상도의 한계로 이것이 구상 성단인지는 명확히 확인하지 못했습니다.

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참고로 구상 성단은 수백만 개의 별이 공처럼 빽빽히 밀집한 별의 모임으로 우리 은하에서 150개 정도 발견됐습니다. 구상 성단의 역사도 은하의 역사처럼 오래되었을 것으로 생각되지만, 상대적으로 작은 크기 때문에 초기 구상 성단을 관측하기 어려웠습니다.

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제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경을 뛰어넘는 강력한 성능으로 불꽃 은하 주변의 점 12개 중 적어도 5개는 관측 사상 가장 멀리 떨어지고 오래된 구상 성단이라는 사실을 확인했습니다. (사진 참조) 이 구상 성단은 우주의 나이가 45억 년 정도일 때 모습을 간직하고 있습니다. 가장 오래된 초기 구상 성단으 정보를 확인한 만큼 앞으로 구상 성단의 기원과 진화를 이해하는 데 큰 도움을 줄 것으로 기대됩니다.

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이번 관측은 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라 (NIRCam)과 캐나다에서 제작한 Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS)을 통해 이뤄졌습니다. CANUCS 팀은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 바탕으로 앞으로 계속해 연구를 진행할 계획입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2022-11-reveal-galaxy-universe-oldest-star.html

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The Sparkler: Evolved High-redshift Globular Cluster Candidates Captured by JWST, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac90ca

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