원시은하들의 이미지와 불규칙은하들

원시은하들이란 현재 관측할 수 있는 가장 먼 거리에 존재하는 대폭발 이후에 형성된 첫 번째 은하들을 말합니다. 원시은하들은 1996년 촬영된 허블 딥 필드에서 처음으로 관측됐으며, 2011년 1월 대폭발로부터 5억 년밖에 지나지 않은 시점에 형성된 은하를 탐지했습니다. 초기 불규칙은하들은 우리 은하와 같이 훨씬 복잡한 은하 시스템을 만들기 위한 재료를 형성했습니다.

 

원지은하들의 이미지

1996년 볼티모어에 소재한 우주망원경과학연구소 소속의 천문학자들은 허블 우주망원경으로 큰곰자리 북쪽의 텅 빈 공간 안에 있는 작은 영역을 관측했는데, 우주의 깊은 곳에서 나온 빛 입자가 열흘에 걸쳐 342번의 노출을 통해 광역 행성 카메라의 민감한 탐지기 안으로 들어온 뒤에 전자적으로 포개어져서 그때까지 얻어진 우주의 모습 중에서 가장 깊은 부분의 이미지를 만들어 냈습니다.

 

허블 딥 필드로 알려진 이 상징적인 이미지는 그 빛의 경로 상에 별이나 밝고 가까운 은하가 없었기 때문에 약 3천 개의 무리 지어 있는 은하들이 우리가 관찰할 수 있는 끝부분까지 뻗쳐 있는 모습을 보여 줬는데, 이 중에는 우리가 지금까지 확인한 가장 먼, 따라서 가장 오래된 은하들도 포함됩니다. 이 실험은 매우 성공적인 것으로 간주 돼 이후에도 여러 번 반복됐고, 1998년에는 큰부리새자리에 남방 허블 딥 필드를, 2004년에는 화로자리에 허블 울트라 딥 필드를 만들어 냈습니다. 더 최근에는 HST가 미 항공우주국의 찬드라 엑스선 천문대, 스피처 우주 망원경 그리고 유럽 우주국의 XMM-뉴턴-허셜 우주 천문대와 합동으로 GOODS라는 프로젝트를 진행함으로써 다중 파장 이미지를 만들어 냈습니다.

 

2011년 허블 우주망원경은 지구로부터 90억 광년보다 더 멀리 떨어져 있는 곳에서 작은 은하들의 새로운 종족을 확인했습니다. 초기 우주에서 봉화처럼 빛나던 이 불규칙은하들은 폭발해 새로운 별로 탄생하는데 이것은 은하 주변의 공간으로부터 물질들을 끌어당기고 병합함으로써 질량을 빠르게 축적해 나감에 따라 촉발됐을 것입니다.

 

초기의 불규칙은하들

이 놀라운 이미지들과, 중력렌즈가 더 먼 은하들로부터 오는 빛들의 초점을 맞추어 증폭시킨 드문 사례들을 이용해 천문학자들은 132억 광년의 시공간을 가로질러 최초의 은하들이 형성됐던 시기로 거슬러 올라갈 수 있습니다.

 

가장 먼 은하들로부터 나온 빛들은 수십억 년에 걸쳐 지구로 날아오면서 우주의 팽창에서 기인한 강한 도플러 편이를 겪었습니다. 이 때문에 먼 은하들은 항상 그 근처에서 볼 때보다 훨씬 더 붉게 보입니다. 이를 고려할 때, 원시은하들은 '청색초과 현상'을 보이는 것을 알 수 있는데, 청색초과 현상이란 푸른색과 흰색을 띠는 별들로 강하게 편향돼 있는 것을 의미합니다. 게다가 이들 은하 대부분은 현재 우주에 존재하는 나선은하나 타원은하와 같은 체계화된 구조를 보이지 않습니다. 이 이미지의 전경에서 천문학자들은 작은 은하들이 합쳐져서 보다 크고 구조화된 체계를 만들어 나선은하의 모습을 조금씩 갖추기 시작하는 여러 사례들을 발견했습니다. 이러한 패턴들은 은하들이 시간에 따라 어떻게 진화하는지에 대한 중요한 단서를 제공합니다.

 

 

오늘은 원시은하들의 이미지와 불규칙은하들에 대해 알아보았습니다. 어떠셨나요? 저는 은하라는 존재 자체가 상상할 수 없이 크고 신비롭다 여겨져 늘 새로운 것 같습니다. 다음 포스팅에서도 은하에 대해 다루어 보도록 하겠습니다.

 

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