기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 1463 - 우리 은하의 초기 모습을 보여주는 극초기 은하



 (Horizontal split down the middle. At left, thousands of overlapping objects at various distances are spread across this galaxy cluster. A box at bottom right is enlarged on the right half. A central oval identifies the Firefly Sparkle galaxy, a line with 10 dots in various colors. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, C. Willott (NRC-Canada), L. Mowla (Wellesley College), K. Iyer (Columbia))

​



(The Firefly Sparkle is a redshift zspec = 8.296 ± 0.001 gravitationally magnified arc lensed by the MACS J1423.8 + 2404 cluster. Credit: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08293-0)

​

​

과학자들이 제임스 웹 우주 망원경과 중력 렌즈의 도움으로 빅뱅 직후 6억년 밖에 지나지 않은 우주의 극초기에 은하를 상세히 관측하는데 성공했습니다. 반딧불이처럼 희미하게 빛나는 파이어플라이 스파클 (Firefly Sparkle) 은하는 우리 은하의 초기 모습과 거의 비슷할 것으로 추정됩니다.

​

현재 이 은하의 질량은 매우 작은 편이지만, 우리 은하 역시 초기에는 이렇게 작은 은하에서 시작해서 새로운 별이 생기고 주변 은하와 합체해서 현재와 같은 대형 은하로 성장한 것으로 보고 있습니다. 과학자들은 과거로 돌아갈 순 없지만, 멀리 떨어진 우주 초기 은하를 관측해 그 사실을 알아내고 우리 은하가 어떻게 성장하고 진화했는지 밝혀내고 있습니다.

​

기본적으로 멀리 떨어진 은하는 빛이 지구에 도달하는 시간 만큼 오래전 모습을 보는 것이기 때문에 초기 은하의 모습을 연구하는데 중요한 정보를 제공합니다. 하지만 빅뱅 직후 6억년 밖에 지나지 않을 정도로 먼 우주는 제임스 웹 우주 망원경의 힘으로도 쉽게 관측이 어렵습니다. 이때 과학자들을 돕는 것이 바로 중력 렌즈입니다. 아인슈타인의 상대성 이론에서 예언한 중력 렌즈는 은하나 은하단 같은 천체의 중력에 의해 빛이 휘어서 렌즈 같은 현상이 일어나는 것으로 현재 천문학자들에게 중요한 연구 도구가 되고 있습니다.

​

그런데 중력 렌즈는 인간이 만든 렌즈처럼 완전한 곡면이 아니고 울퉁불퉁하게 생길 수밖에 없어 초점이 정확히 맞지 않는 경우가 많습니다. 상이 몇 개씩 생기기도 하고 길게 늘어나기도 하지만, 오히려 이것이 과학자들을 돕는 경우도 많습니다. 이번에 관측한 파이어플라이 스파클 은하도 마찬가지입니다. 이 은하는 옆으로 길쭉하게 늘어났는데, 덕분에 과학자들은 이 은하에 있는 초기 성단 (star cluster)의 모습을 줄지어 날아가는 반딧불이처럼 분리해서 확인할 수 있습니다.

​

초기 은하에서도 별들은 모든 장소에서 비슷한 비율로 생성되는 것이 아니라 가스 밀도가 높은 곳에서 집중적으로 생성됩니다. 이번 연구는 극초기 은하도 마찬가지라는 사실을 보여줬습니다. 연구팀은 별이 집중적으로 생성되는 성단을 10개나 찾아내는데 성공했습니다. 중력 렌즈로 인해 은하가 길게 늘어나지 않았다면 확인할 수 없었던 부분입니다.

​

두 번째 중요한 관측 결과는 이 은하가 주변의 다른 은하와 인접해서 충돌 코스에 들어섰다는 것입니다. 가장 가까운 은하와의 거리는 6500광년이고 두 번째는 42000광년으로 모두 우리 은하 지름인 10만 광년 이내에 있습니다.

​

과학자들은 중력렌즈와 제임스 웹 우주 망원경 덕분에 많은 사실들을 알아내고 있습니다. 앞으로도 계속해서 이를 용해서 새로운 과학적 성과가 계속 쏟아져 나올 것으로 기대합니다.

​

참고

​

​

https://phys.org/news/2024-12-firefly-newly-galaxy-mirrors-milky.html

​

Lamiya Mowla, Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08293-0. www.nature.com/articles/s41586-024-08293-0

​

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

비타민 D - 우울증 예방 효과는 없다

   다른 비타민과 마찬가지로 비타민 D는 사람이 살아가는데 반드시 필요한 비타민입니다. 비타민 D가 부족한 경우 뼈에 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 그런데 한 가지 더 흥미로운 사실은 여러 질병에서 비타민 D 부족이 관찰된다는 것입니다. 예를 들어 우울증의 경우에도 비타민 D 부족이 보고된 바 있습니다. 일부 연구자들은 햇빛을 받아 생성되는 비타민 D 부족이 계절성 우울증 장애 (seasonal affective disorder)의 원인일지 모른다고 생각해왔습니다.   하지만 하버드 의대와 메사추세스 종합 병원(MGH)의 연구팀은 비타민 D3 (cholecalciferol) 보충제를 사용한 대규모 임상 시험에서 비타민 D 복용이 우울증 예방에 특별한 효과가 없다는 사실을 확인했습니다. 이 연구는 종합 비타민제 혹은 단독으로 사용되는 비타민 D 보충제가 질병 예방에 효과가 있는지를 알아보기 위한 것으로 평균 67세의 건강한 성인 남녀 18,353명을 대상으로 진행되었습니다. 연구 참여자들은 두 그룹으로 나뉘어 콜레칼시페롤 (비타민 D3) 2000 IU 혹은 위약을 받아 5년간 복용했습니다. 우울증의 정도는 8-item Patient Health Questionnaire depression scale [PHQ-8]로 측정했습니다.   이 연구에서는 분명한 비타민 D 결핍증이 있는 경우는 제외했는데, 의학적으로 보충이 필요한 정도의 결핍이라면 치료를 하는 게 맞지 위약을 5년이나 주는 것은 윤리적으로 문제가 있기 때문입니다. 따라서 연구의 목표는 비타민이 부족하지 않은 건강한 사람에서 비타민 보충제가 혹시 우울증 예방에 효과가 있는지를 알아보려는 것입니다.   연구 결과 실험군과 대조군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다. 우울증 발생률은 두 그룹에서 별로 차이가 없었으며 연구 시작과 종료 시점에 그룹 내에서도 별 차이가 없었습니다. 따라서 비타민 D가 부족하지 않...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기