지구에서 약 120억 광년 떨어진 곳에서 우리은하와 흡사한 나선은하가 새로 특정됐다. 심우주 관측 장비 제임스웹우주망원경이 잡아낸 이 은하는 우주가 탄생한 지 불과 15억 년 이내에 형성된 것으로 추측됐다.
인도 타타기초연구소(TIFR) 라시 제인 박사 연구팀은 국제 천문학술지 Astronomy and Astrophysics(A&A) 최신호에 이런 내용의 관측 정보롤 게재했다.
연구팀은 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 등이 운용하는 제임스웹우주망원경이 포착한 나선은하에 주목했다. 알라크난다(Alaknanda)로 명명된 이 나선은하는 지름 약 3만 광년에 좌우대칭의 소용돌이 팔 구조가 선명하다.
라시 제인 박사는 “알라크난다는 제임스웹우주망원경을 통한 은하 구성 요소 관측 과정에서 확인됐다”며 “원래 나선은하는 형성되기까지 수십억 년이 걸린다고 생각돼 왔기에 알라크난다는 은하 형성에 대한 기존 가설을 뒤엎을 가능성이 있다”고 설명했다.
이어 “중력렌즈 효과를 이용해 100억 광년 이상 먼 곳의 은하들을 조사했는데, 우리은와 같은 반듯한 나선 구조를 가진 거대 은하가 발견됐다”며 “제임스웹우주망원경 다파장 관측값을 스펙트럼 에너지 분포(SED) 모델링 처리했더니, 나선 팔 구조가 한층 선명해졌다”고 덧붙였다.
나선 팔의 명확한 구조는 태양계가 속한 우리은하의 특징이다. 기존의 은하 형성 모델에서 알라크난다 같은 초기 은하는 불규칙하고 무질서한 형성 과정에 있어 나선은하처럼 정돈된 형태가 되기까지 수십억 년 이상이 필요하다고 생각됐다.
연구팀 분석 결과, 알라크난다는 빅뱅으로부터 약 15억 년 후, 즉 현재 우주 나이의 약 10분의 1에 해당하는 초기에 형성됐다. 그럼에도 3만 광년에 이르는 거대한 나선을 형성한 점에서 나선은하는 학자들의 생각보다 훨씬 전부터 만들어졌을 가능성이 떠올랐다.
라시 제인 박사는 “우주 탄생 초기에 이렇게 정연한 나선은하가 생겼다는 것은 가스가 쌓여 원반이 안정화하는 은하 형성 과정이 예상보다 훨씬 빠르다는 의미”라며 “이번 발견은 은하에 대한 이론적 틀의 재검토로 이어질 것”이라고 언급했다.
박사는 “알라크난다는 불과 수억 년 만에 질량이 태양의 약 100억 배나 되는 항성들을 모았다”며 “이 은하가 극히 특이한 예인지, 아니면 학계의 은하 형성 이론에 큰 오류가 있는 것인지 향후 제임스웹우주망원경의 추가 관측에서 확인될 것”이라고 전망했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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