나사 '허블'이 발견한 ‘있어선 안 될’ 우주 빈 공간

발행일 2021-09-23 09:38:27
미국 매사추세츠 앰허스트대학교 연구진이 허블 우주망원경과 칠레천문대 ALMA 망원경을 활용해 촬영한 은하 사진.(사진=미국항공우주국 홈페이지 갈무리)

별이 가장 활발하게 만들어질 시기에 ‘죽어버린’ 은하가 발견됐다.

미국항공우주국(NASA·나사)은 22일(현지시간) 미국 매사추세츠 앰허스트대학교 연구진이 활동을 멈춘 거대 은하 6개를 발견했다고 밝혔다. 허블 우주망원경과 칠레천문대 ALMA(the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) 망원경이 연구에 쓰였다. 해당 연구 결과가 담긴 논문은 세계적 과학저널인 네이처지에 게재됐다.

이 은하들은 가장 많은 별(항성)이 탄생한 우주 초기에 별(항성)을 만드는데 필요한 연료(수소)를 모두 소진했다. 우주는 현재 나이의 20%에 불과한 우주탄생 후 30억년에 접어들었을 때 가장 많은 별이 탄생했다. 별은 수소 구름(성운)이 중력으로 뭉쳐져 탄생한다.

연구진은 이번에 발견한 초기 거대 은하 6개가 연료가 없어 ‘텅 빈 상태’로 움직이는 상태라고 설명했다. 연료가 고갈된 은하는 종종 관측되곤 한다. 그러나 이번에 발견된 6개의 은하는 우주에서 별이 가장 활발하게 만들어진 시기에 연료를 모두 소진해 이례적으로 받아들여지고 있다. 연구진은 또 이번에 발견된 죽은 은하들이 주변의 은하와 병합해 다시 별을 형성하는 식으로 ‘되살아난’ 일도 없어 보인다고 추측했다.

케이트 휘태커 매사추세츠 앰허스트대 천문학 조교수(논문 1저자)는 “해당 시점의 우주는 별 형성의 절정기”라며 “모든 은하는 별을 만들고 있어야 한다”고 설명했다.

연구진은 다만 이번에 발견한 은하들이 별의 탄생에 필요한 연료를 빠르게 소진한 원인은 밝혀내지 못했다. 연구진은 은하 중심에 있는 블랙홀의 영향일 수 있다고 추측했으나 정확한 원인은 아닐 수 있다고 전했다. 크리스티나 윌리엄스 미국 애리조나대학교 천문학 조교수(공동 저자)는 “우주 초기 일부 은하들이 별 형성을 멈췄는지는 수수께끼”라며 “죽은 은하는 근본적으로 연료가 남아있지 않은 상태”라고 말했다.

나사는 연구진이 허블과 ALMA 망원경을 조화롭게 사용해 은하에서 별이 형성되는 과정을 살필 수 있었다고 전했다. 연구진은 두 망원경과 중력 렌즈(천체가 근처 시공간을 휘게 하여 렌즈와 같은 역할을 하는 현상) 등을 통해 이번 은하를 관찰했다.

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