[사이테크+] 웹망원경 초기 관측서 빅뱅 6억년 후 거대은하 6개 발견
국제연구팀 "은하 최대질량 태양의 1천억배…초기 은하 형성 과정 단서 제공"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 제임스웹 우주망원경(JWST)의 초기 관측에서 빅뱅(Big Bang) 후 6억 년밖에 안 된 시점에 이미 은하 내 별의 총질량이 태양의 100억~1천억 배나 될 정도로 발달한 거대은하 6개가 발견됐다.
호주 스윈번공대 이보 라베 교수가 이끄는 국제 연구팀은 23일 '네이처'(Nature)에서 제임스웹 망원경이 지난해 6월 공개한 첫 관측 자료에서 빅뱅 5억~7억 년 후의 거대은하 6개를 발견했다며 가장 큰 것은 별 질량이 태양의 1천억 배나 되는 것으로 추정된다고 밝혔다.
연구팀은 발견된 은하들은 우주 초기인 점을 고려할 때 별 질량이 기존 우주론을 기반으로 과학자들이 예상해온 것보다 훨씬 크다며 이는 초기 은하 형성과정에 대한 기존 이론을 수정할 필요가 있음을 시사하는 것이라고 설명했다.
공동연구자인 미국 펜실베이니아주립대 조엘 레자 교수는 "이 시기에서는 작고 어린 은하만 발견될 것으로 예상했으나 현재의 우리은하처럼 성숙한 거대 은하들이 발견됐다"며 "이는 과학자들이 우주 초기의 은하 기원에 대해 알고 있는 것을 완전히 뒤집는 것"이라고 말했다.
태양 질량의 1천억 배 정도 되는 거대은하들은 빅뱅 후 10억 년가량 지난 시점인 적색편이(z)~6에서 발견됐지만 이보다 앞선 시기에서는 거대은하를 발견하기 어려운 것으로 알려져 있다.
적색편이는 관측자에게서 멀어지는 천체가 방출하는 빛의 파장이 도플러효과에 의해 스펙트럼의 붉은 색 쪽으로 이동하는 현상으로, 별이나 은하가 우주 팽창으로 인해 점점 멀어지고 있다는 증거이며 천체의 나이를 측정하는 데 사용된다.
적색편이가 클수록, 즉 더 붉은 색을 띨수록 천체가 관측자로부터 더 멀리에서 멀어지는 것이며 그만큼 오래된 천체라는 것을 뜻한다. 반대로 관측자 쪽으로 다가오는 천체의 빛은 파장이 파란색 쪽으로 이동하는 청색편이 현상을 보이게 된다.
연구팀은 제임스웹 망원경의 관측 자료 중 빅뱅 후 7억5천만 년에 해당하는 적색편이(z=6.5, z=9.1) 영역에서 거대은하를 탐색, 적색편이 z=7.5와 z=9.1 영역에서 질량이 태양의 100억~1천억 배에 달하는 거대은하 6개를 발견했다.
이들 은하의 질량은 기존 이론에서 예상된 값보다 훨씬 큰 것으로, 이것이 후속 연구에서 검증되면 우주 초기에 은하들이 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 빠르게 거대은하로 성장했음을 보여주는 증거가 될 것이라고 연구팀은 설명했다.
레자 교수는 "우리는 무엇을 발견하게 될지 모르는 상태에서 아주 초기의 우주를 처음으로 봤고 그 과정에서 예상치 못한 것을 발견했다"며 "이 발견은 우리가 알고 있는 우주 초기 은하 형성 과정에 대해 의문을 제기한다"고 말했다.
이어 "빅뱅 후 6억년 밖에 안된 때에 이런 거대은하가 있다는 것은 기존 우주론 모델과 맞지 않는다"며 "이를 설명하려면 우주론 모델을 바꾸거나 우주 초기에 작은 별과 먼지로 이루어진 구름이 점진적으로 큰 은하로 성장했다는 기존 은하 형성 이론을 수정해야 할 것"이라고 덧붙였다.
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