기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 1452 - 생성 초기부터 막대 나선 은하 구조를 만들어가는 초기 은하


 

(A color image of ADF22.A1 taken with JWST/NIRCam. Credit: Umehata et al., 2024.)

제임스 웹 우주 망원경의 주요 목표 중 하나는 우주 초기 은하들을 관측해 은하가 초기에 어떻게 진화해 현재의 모습이 되었는지 밝혀내는 것입니다. 120억 광년 떨어진 은하에서 나온 빛을 관측하면 빛이 지구까지 도달하는 시간인 120억 년 전의 모습을 볼 수 있기 때문에 그만큼 과거의 일을 알 수 있습니다.

나고야 대학의 하데키 우메하타 (Hideki Umehata of Nagoya University)가 이끄는 국제 과학자팀은 제임스 웹 우주 망원경과 지상에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA를 이용해 빅뱅 직후 20억 년 후에 은하인 ADF22.A1의 구조를 자세히 관측했습니다.

이 은하는 초기 은하임에도 불구하고 이미 중심의 막대 형태의 벌지 (bulge) 구조와 디스크 구조가 나타나고 있으며 많은 별이 생성되면서 활발한 성장을 보여주고 있습니다. 하지만 동시에 많은 먼지에 쌓여 있는 dusty star-forming galaxy (DSFG)로 먼 거리와 함께 관측이 쉽지 않은 문제가 있었습니다.

연구팀은 우주와 지상의 강력한 두 망원경을 통해 이 은하의 구조를 관측했습니다. 그 결과 초기 막대 나선 은하의 구조와 운동을 역대 가장 상세한 수준으로 측정할 수 있게 됐습니다. 연구팀에 따르면 은하 충돌과 차가운 강착 현상이 은하 중심부인 벌지는 물론이고 주변의 디스크까지 활발한 별의 생성과 먼지 생산을 촉진하고 있습니다. 참고로 활발한 별 생성이 일어나는 지역의 반지름만 22,800광년에 달해 ADF22.A1 은하의 크기는 이미 우리 은하와 비교할 수 있는 수준인 것으로 생각됩니다.

과거 과학자들은 은하 진화 과정에서 나선 은하는 상당히 나중에 나타나는 것으로 여겨 왔습니다. 하지만 허블 우주 망원경과 그 뒤를 이은 제임스 웹 우주 망원경의 활약으로 나선 은하는 물론 막대 나선 은하도 생각보다 초기에 형성될 수 있음을 확인했습니다. 일부 은하와 은하 중심 블랙홀의 빠른 성장의 비결이 무엇인지는 아직 밝혀내지 못했지만, 연구가 계속된다면 이전까지 몰랐던 새로운 사실이 드러날 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2024-11-astronomers-jwst-alma-explore-giant.html

H. Umehata et al, ADF22-WEB: A giant barred spiral starburst galaxy in the z = 3.1 SSA22 protocluster core, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.22155

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...