약 130억년 전 가장 오래된 은하 합체 관측

日 연구팀, 전파망원경 배열 ALMA로 포착

130억 광년 떨어진 곳에서 합체 중인 은하 B14-65666 상상도 [일본국립천문대 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 약 130억 년 전 초기 우주에서 두 은하가 충돌해 하나가 되는 장면이 일본 연구진에 포착됐다. 이 시기는 빅뱅 뒤 10억년밖에 안 된 때로 지금까지 관측된 은하 합체로는 가장 오래된 것이다.

일본 국립천문대(NAOJ)에 따르면 와세다대학 하시모토 다쿠야 박사가 이끄는 연구팀은 칠레 북부 사막에 있는 전파망원경 배열인 '아타카마 대형 밀리미터 집합체(ALMA)'를 이용해 약 130억 광년 떨어진 '육분의 자리'에서 충돌 뒤 합체되는 은하 'B14-65666'을 관측했다.

이는 빛이 약 130억 년 걸려 도달한 것이니 130억 년 전 초기 우주에서 벌어진 천체 현상을 포착한 것이다.

연구팀은 ALMA를 통해 은하 'B14-65666'의 산소와 탄소, 먼지 등에서 방출되는 전파를 잡아냈다. 이런 오래된 은하에서 다중 신호가 관측된 것은 처음이며, 이는 서로 보완적 정보를 담고 있어 연구 진전에 매우 중요하다.

관측자료 분석한 결과, B14-65666의 전파 방출은 두 덩어리로 나뉘어 있었다.

B14-65666은 앞서 이뤄진 허블우주망원경 관측에서 두 개의 성단이 있는 것으로 나타났다. 그러나 ALMA가 포착한 3개의 신호를 통해 두 개의 덩어리가 합체 중에 있는 각각의 은하로, 서로 다른 속도로 하나의 은하를 만들어가고 있는 것이 확인됐다.

이는 지금까지 알려진 합체 중인 은하 중에서 가장 오래된 것이다.

ALMA와 허블망원경으로 포착한 'B14-65666' 합성이미지 ALMA로 포착한 먼지(적색), 산소(녹색), 탄소(청색), 허블망원경이 잡은 별(흰색)의 분포를 나타낸다. [ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, 하시모토 제공]

별의 총 질량은 우리 은하의 10%가 안 될 것으로 추산됐는데 이는 B14-65666이 은하 진화에서 초기 단계에 있음을 나타내는 것이기도 하다.

B14-65666은 그러나 두 은하가 합체하면서 우리 은하의 100배에 달하는 별 생성 능력을 가진 것으로 분석됐다.

은하는 합체를 통해 진화하며, 우리 은하와 같은 대형 은하들은 무수한 합체 과정을 겪고 오늘에 이르렀다. 주로 대형 은하가 작은 것을 집어삼키지만 비슷한 규모의 은하가 합쳐 더 큰 새로운 은하를 형성하기도 한다.

와세다대학 이노우에 아키오 교수는 보도자료를 통해 "다음 연구는 또 다른 주요 화학원소인 질소와 더 나아가 일산화탄소 분자를 찾아내는 것"이라면서 "궁극적으로 은하의 형성과 진화와 관련된 원소와 물질의 순환과 축적을 이해할 수 있기를 희망하고 있다"고 말했다.

eomns@yna.co.kr

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