124억 광년 밖 '몬스터 갤럭시' 속살을 보다
고성능 전파망원경 ALMA로 '분자구름' 지도 확보
(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구에서 약 124억 광년 떨어진 곳에서 폭발적으로 별을 만들어내는 '몬스터 갤럭시'의 실체가 초고성능 전파망원경을 통해 드러나기 시작했다.
일본과 미국, 멕시코 등의 천문학자로 구성된 국제 연구팀은 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 전파망원경 집합체인 '아타카마 대형 밀리미터 배열(ALMA·Atacama Large Millimeter Array)'로 '코스모스-아즈텍-1(COSMOS-AzTEC-1)' 은하를 관측해 이전보다 10배나 더 선명한 이미지를 얻어냈다고 과학저널 네이처 최신호에 밝혔다.
연구팀은 이를 통해 은하 내 가스 분포와 움직임 등 분자구름(molecular cloud)의 상세한 지도를 확보했으며, 분자구름이 매우 불안정해 별 생성이 빠르게 이뤄지고 있다는 사실도 밝혀냈다.
분자구름 지도는 은하의 실체를 파악하는 데 있어 중요한 첫걸음이라고 할 수 있다.
이 은하는 별 생성 속도가 우리 은하보다 1천배나 빠르다. 이 때문에 몬스터 갤럭시로도 불리는데, 우리 은하처럼 타원형으로 된 대형 은하의 선조 격이어서 은하 생성과 진화에 대한 이해를 넓히는 계기가 될 것으로 보인다.
연구팀은 코스모스-아즈텍-1이 중심에서 수천광년 떨어진 곳에 2개의 거대한 구름을 갖고 있는 것을 발견했다. 이는 폭발적으로 별을 만드는 은하 대부분이 중심에서 별을 만드는 것과는 차이가 있는 것이다.
연구팀은 또 이 은하의 분자구름이 매우 불안정한 것을 이례적인 것으로 봤다.
정상적인 상황에서는 분자구름 내에서 안으로 향하는 중력과 바깥으로 향하는 압력 사이에 균형이 이뤄지다가 중력이 압력보다 높아질 때 구름이 붕괴하며 별을 만들고, 수명을 다한 별이 폭발해 가스를 내뿜으면 압력이 높아지며 중력과 압력 사이에 균형이 맞춰져 별 생성도 적당한 속도를 유지한다.
하지만 코스모스-아즈텍-1의 분자구름은 압력이 중력보다 훨씬 약해 다시 균형을 맞추기 어려운 상태에 있고, 이로 인해 폭발적으로 별을 생성하며 몬스터 갤럭시가 된 것으로 분석됐다.
연구팀은 코스모스-아즈텍-1의 가스는 1억년 내에 완전히 소진될 것을 추정했다. 이는 별을 생성하는 다른 은하들보다 10배나 빠른 것이다.
연구팀은 분자구름이 불안정한 이유를 분명하게 밝혀내지는 못했다. 하지만 은하 간 충돌로 가스가 좁은 지역에 몰리면서 폭발적 별 생성을 촉발했을 가능성이 있는 것으로 분석했다.
논문 저자인 일본국립천문대 소속 연구원 다다키 겐이치 박사는 "현재로선 은하 간 합병이나 충돌의 증거를 확보한 것은 아니나, ALMA로 다른 비슷한 은하를 관측해 은하 간 합병과 몬스터 갤럭시 간 관계를 밝혀낼 수 있기를 바란다"고 했다.
논문 공동저자인 윤민수 애머스트 매사추세츠주립대학 천문학과 교수는 빅뱅 이후 10억년 밖에 안되는 "눈 깜작할 사이에 이런 은하가 어떻게 거대한 가스를 모아 별을 만들게 됐는지는 추정만 할 뿐 전적으로 답을 모르는 질문이었다"면서 "이제 우리는 첫 번째 답을 갖게 됐다"고 했다. 윤 교수는 지난 2007년 코스모스-아즈텍-1을 최초로 발견한 연구팀의 일원이었다.
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