【정견뉴스】
광활한 우주에서 은하는 별들의 요람이다. 수십억 개의 별, 가스, 먼지, 암흑 물질로 이루어진 이 거대한 구조물은 우리가 밤하늘을 관찰하는 창일 뿐만 아니라 우주 진화를 이해하는 열쇠이기도 하다. 그러나 최근 ‘국부 공동(Local Void)’에 위치한 왜소은하 NGC 6789가 ‘불가능한’ 방식으로 우리의 인식을 도전하고 있다. 거의 별 사이 가스 ‘연료’가 없는 상황에서도, 이 은하는 끊임없이 새로운 별을 생성하고 있다. 이 수수께끼는 기존 이론을 뒤엎을 뿐만 아니라 우주에 숨겨진 비밀을 밝혀낼 수도 있다.
일반적으로, 별의 탄생은 은하 내 가스와 먼지 구름에서 비롯된다. 이 구름은 주로 수소(약 75%)와 헬륨(약 25%)으로 구성되며, 소량의 중원소(탄소, 산소 등)가 섞여 있다. 이러한 저온·고밀도 영역에서 가스 분자는 중력에 의해 응집되고, 온도와 압력이 급격히 상승해 결국 핵융합 반응을 일으킨다. 수소 원자가 헬륨으로 융합되며 막대한 에너지를 방출하는 순간, 새로운 별이 탄생하는 것이다.
이 메커니즘은 많은 활동성 은하의 활력을 설명하긴 하지만, 한 가지 전제 조건에 의존한다. 즉, ‘연료’ 역할을 하는 성간 가스가 충분히 존재해야 한다. 이 가스는 빅뱅 이후 남은 수소-헬륨 혼합물이다. 우주가 팽창함에 따라 가스는 은하의 중력 우물에 빨려 들어가 새로운 별을 형성한다.
그럼 이 새로운 수수께끼인 왜소은하 NGC 6789로 시선을 돌려보자. 이 은하는 지구에서 약 1,200만 광년 떨어진 용두자리 방향에 위치하며, 직경 약 1억 5천만 광년의 거대한 공동인 ‘국소 공동’ 깊숙이 자리 잡고 있다. 이곳에는 다른 은하나 가스가 거의 존재하지 않는다. 이 공동(空洞)은 우주 물질 분포의 불균형으로 생겨난 것으로, 가스 밀도가 극히 낮아 어떤 은하도 여기서 ‘굶주려야’ 하니 당연히 성장을 멈춰야 한다.
그러나 관측 자료에 따르면 NGC 6789는 여전히 활발히 새로운 별을 생성 중이다! 지난 6억 년 동안 이 은하에서 새로 생성된 별의 질량은 전체 질량의 약 4%에 달하는데, 이는 ‘별폭발(starburst)’ 단계에 해당한다.
과학자들은 스페인의 2미터 쌍안경(TTT3)을 이용해 심층 촬영을 진행했으나, 합병 흔적은 전혀 발견되지 않았다. 뒤틀린 구조도, 인접한 동반 은하도 없었으며 모든 것이 평온해 보였다. 이는 새로운 별들이 외부 가스 유입을 통해 형성된 것이 아니라 내부 자원에 의존했음을 의미한다. 하지만 여기서 문제가 발생하는데 이 국부 공동에는 성간 가스가 부족하다. 그렇다면 NGC 6789의 연료는 대체 어디서 오는 것일까?
연구진은 두 가지 가능성을 제시했다. 하나는 은하 형성 시 남았던 잔여 가스가 중심부에 축적된 경우, 다른 하나는 미지의 메커니즘이 공동 가장자리에서 원시 가스를 포획해 신속히 항성으로 전환한 경우다.
그러나 공동의 낮은 밀도는 가스가 모이는 것을 어렵게 하므로 이 설명들조차 수수께끼를 완전히 풀지 못한다. 이 발견은 전통적인 별 생성 모델에 도전장을 내민다. 고립된 왜소은하들은 일반적으로 초기 단계에서 가스를 소진하며 ‘소멸’하지만, NGC 6789는 이 흐름을 거스르고 있는 것이다. 더 극단적인 것은, 제임스 웹 우주망원경이 최근 관측한 것과 유사한 최소 고립 은하들이 여전히 성장 중이라는 점이다. 이는 허공(虛空)의 움직임이 우리가 상상하는 것보다 훨씬 복잡할 수 있음을 시사한다.
이 수수께끼는 심오한 의미를 지닌다. 만약 허공이 은하 진화에 미치는 영향을 밝혀낼 수 있으며, 어쩌면 암흑 물질이나 알려지지 않은 기체 흐름과 관련될 수도 있다. 향후 제임스 웹 우주 망원경(JWST) 같은 장비들이 더 정밀한 관측을 제공해 수수께끼를 풀어나갈 것이다.
(NTDTV)
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/299614