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초기 우주에서 거대하고 활동적인 막대 나선 은하 관측

막심해(莫心海)

【정견뉴스】

2025년 5월 22일 일본 국립천문대(NAOJ) 웹사이트에 따르면, 천문학자들이 초기 우주에서 거대하고 매우 활동적인 막대 나선 은하를 관측한 결과 현대 은하와 중요한 유사점과 차이점이 있다는 것을 발견했다.

우리 은하를 포함한 일부 나선 은하는 나선 구조 내부에 직선 막대가 있다. 이 막대 구조는 가스를 은하 중심부로 보내 새로운 별을 형성하는 데 사용할 수 있도록 도와준다. 그러나 나선 은하의 약 절반만이 막대가 형성되는 이유와 막대가 은하의 진화에 어떤 영향을 미치는지에 대한 의문은 여전히 풀리지 않은 채로 남아 있다.

초기 우주에서 나선 은하의 진화를 연구하기 위해 일본 국립천문대 및 나고야 대학의 슈오 황이 이끄는 연구팀이 알마(ALMA) 전파 망원경을 사용해 111억 년 전에 존재했던 거대한 막대 나선 은하 J0107a를 관측했다. 세투스 자리에 위치한 J0107a는 “괴물” 은하, 즉 초기 우주에서 많은 수의 새로운 별을 형성하여 빠르게 성장한 은하다. 괴물 은하는 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 괴물 은하의 자세한 구조를 관찰하고 이 격렬한 별 형성을 주도하는 원인을 파악하기 어렵다.

최근 천문학자들은 웹 망원경의 고해상도를 통해 일부 괴물 은하에서 나선형, 심지어 막대 모양의 구조를 밝혀냈는데, J0107a는 우리 은하 질량의 10배가 넘고 별 형성 속도가 우리 은하의 약 300배에 달하는 매우 큰 거대 은하다. 더욱 놀라운 것은 J0107a 은하가 완벽한 나선형 구조를 가지고 있어 이 우주에서 가장 크고 독특한 은하 중 하나라는 점이다. 그 모양은 이전에 관측된 다른 어떤 거대 은하보다 현대의 막대 나선 은하처럼 보이며, J0107a는 현재까지 알려진 막대 나선 은하 중 가장 초기의 가장 거대한 막대 나선 은하다.

왼쪽 사진: 웹 망원경으로 촬영한 이웃 은하 VV114와 그 배경의 거대 막대 나선 은하 J0107a(z=2.433)의 근적외선 이미지(이미지 출처: NASA). 오른쪽 사진: J0107a의 별과 분자 가스 분포(이미지 출처: NASA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Huang et al.)

연구팀은 J0107a 막대 내부의 가스 분포와 움직임이 현대 은하와 비슷하다는 것을 발견했다. 그러나 현대 은하에 비해 J0107a 막대의 가스 농도는 몇 배 더 높으며 가스는 초당 수백 킬로미터까지 더 빠르게 흐른다. 천문학자들은 은하 중심부로 가스가 대량으로 유입되면 더 많은 별이 형성되어 이 거대 은하의 진화를 촉진할 것으로 본다. 이러한 특징이 관측된 것은 이번이 처음이며, 이론이나 시뮬레이션 모델 모두 예측하지 못했던 것이다.

황 교수는 “이번 관측을 통해 얻은 가스 분포와 운동에 대한 자세한 정보는 은하 다양성의 기원뿐만 아니라 더 일반적인 막대 나선 은하의 형성과 진화를 탐구하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대한다”고 말했다.

자료출처: https://www.nao.ac.jp/en/news/science/2025/20250522-alma.html

 

원문위치: https://www.zhengjian.org/node/297100