우주 이야기 1528 - ALMA가 밝힌 우주 초기 은하의 내부 구조

(Artist’s illustration of CRISTAL-13. Dust-rich regions obscure newborn stars, whose energy is re-emitted at ALMA’s millimeter wavelengths. Right: young star clusters clear the dust and shine visibly in JWST and HST images. Credit: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton)

(A family portrait of galaxies from the CRISTAL survey. Red shows cold gas traced by ALMA's [CII] observations. Blue and green represent starlight captured by the Hubble and James Webb Space Telescopes. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / HST / JWST / R. Herrera-Camus)

(Zoom into the emission from an early galaxy observed in the CRISTAL survey. From left to right, the image shows stellar light captured by the James Webb and Hubble space telescopes, as well as the cold gas and rotation of the galaxy traced by ALMA through ionized carbon emission. Credit: ALMA / HST / JWST / R. Herrera-Camus)

세계에서 가장 강력한 전파 망원경 중 하나인 ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)가 우주 초기 생성 단계에 있는 은하 구성 물질의 구조를 밝혀냈습니다. 크리스탈 서베이 (CRISTAL survey—short for [CII] Resolved ISM in STar-forming galaxies with ALMA)는 이온화된 탄소 원자에서 나오는 CII 파장을 관측하는 연구 프로그램으로 우주 초기에 별을 생성하고 있는 초기 은하 39개를 관측했습니다.

이 은하들은 박뱅 직후 10억 년 정도된 초기 은하로 아직 별은 적고 별의 원료가 되는 가스와 먼지는 풍부해 활발하게 새로운 별이 생성되고 있습니다. CII 파장은 별의 원료가 되는 차가운 가스에 풍부하기 때문에 이를 조사하면 한창 별이 생성되는 중인 초기 은하의 구조와 생성 과정을 들여다 볼 수 있습니다.

사실 크리스탈 서베이에는 제임스 웹 우주 망원경과 허블 우주 망원경도 같이 힘을 보태고 있습니다. 각자 맡은 파장대에서 관측을 책임지고 있는데, 두꺼운 가스 내부 구조를 들여다보기 위해서는 가장 긴 파장을 관측할 수 있는 ALMA의 역할이 특히 중요합니다.

과학자들은 크리스탈 서배이를 통해 처음으로 초기 은하의 내부 구조를 자세히 볼 수 있게 됐습니다. 이번 관측 결과는 초기의 혼란스러운 은하가 어떻게 지금처럼 잘 정돈된 구조를 지니게 됐는지 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다.

참고

https://phys.org/news/2025-07-alma-reveals-hidden-galaxies-universe.html

R. Herrera-Camus et al, The ALMA-CRISTAL survey: Gas, dust, and stars in star-forming galaxies when the Universe was ∼1 Gyr old, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202553896

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