[이데일리 김현정 기자] NASA의 허블 우주 망원경이 빅뱅 이후 약 14억 년 전에 존재했던 고대 은하의 자외선을 포착했다. 이 발견은 초기 우주의 어두움에서 투명성으로 변화하는 과정에 대한 새로운 단서를 제공합니다.
6월 25일 목요일 NASA 공식 웹 사이트에서 발표한 MXDFz4.4이라는 은하에는 밀도가 높고 매우 뜨거운 젊은 별이 있습니다. 이 별들은 높은 에너지의 빛을 방출하여 중성 수소 가스를 투명하게 변화시킬 수 있습니다.
이러한 발견은 초기 은하가 우주를 채우던 수소 먼지를 정화했다는 주장을 강화시킨다. 연구 결과는 6월 23일 천체 물리학 저널에 발표되었다.
MXDFz4.4은 우주가 빛에 더 밝아지기 시작한 시대인 재결합 시대의 끝에서 비롯되었습니다. 빅뱅 이후 약 10억 년 동안, 은하간 공간은 여전히 높은 에너지 광선을 차단하는 중성 수소 가스로 가득 차있었습니다. 이 변화 과정은 수억 년 동안 점진적으로 진행된 것으로 추정됩니다.
"이런 은하를 관측하는 것은 이전에 불가능하다고 여겨졌습니다." NASA 웹 사이트에 게시 된 바와 같이, 우주망원경 과학 연구소 (STScI)의 박사후 연구원 인 연구의 주 저자 인 Ilias Goovaerts는 말했습니다.
구베르츠에 따르면, 초기 우주의 수소 안개는 너무 두꺼워서 MXDFz4.4와 같은 은하의 이온화 빛이 보이지 않을 것으로 예상되었습니다. 그러나 허블은 빛을 포착하여 은하의 특성을 밝혀내는 데 도움을 주었습니다.
허블이 잡은 빛은 120억 년 전에 방출되었습니다. 지구로 향하는 여정 동안 우주의 팽창은 파장 길이를 자외선에서 가시광선으로 이동시켰습니다. 이 현상은 적색편이 또는 적색편이로 알려져 있습니다.
연구의 공동 저자이자 STScI의 허블 미션 부사장인 마크 라펠스키(Marc Rafelski)는 천문학자들이 같은 기간에 많은 은하를 발견했다고 말했습니다. 그러나 그들은 이러한 은하에서 높은 에너지 광자, 즉 고에너지 광자 입자를 결코 감지하지 못했습니다. 그것은 MXDFz4.4를 중요한 발견으로 만들었습니다.
허블 관측에 따르면 빛은 수백만 년 전에 형성된 새로운 질량 젊은 별 집단에서 비롯된 것으로 보인다. 은하계보다 약 100배 작지만, MXDFz4.4는 별을 약 10배 더 빨리 형성합니다.
"좁은 공간에 많은 뜨거운 질량이 많은 젊은 별들이 흐린 가스를 더 효과적으로 뚫습니다."라고 Goovaerts는 말했습니다.
연구팀은 젊은 별의 방사선 빛의 50-100%가 은하 주변의 가스를 통과했다고 추정했습니다. 또한, 고체성 별의 초신성 폭발은 더 많은 빛이 나올 수 있도록 큰 틈을 형성하는 것으로 추정됩니다.
NASA 웹 사이트에 게시 된 보고서에서 그 결론은 근적외선을 관측 한 제임스 웨이브 우주 망원경 (James Webb Space Telescope)과 빛을 관측 한 유럽 남반구 천문대 (European Southern Observatory)의 매우 큰 망원경 (VLT)의 데이터에 의해 강화되었습니다.
제임스 웨이브 데이터는 과학자들이 은하의 질량을 계산하고, 오래된 별을 연구하고, MXDFz4.4의 별 형성 역사를 구성하는 데 도움을줍니다. 반면 VLT 데이터는 은하가 우주의 나이가 14억 년 밖에 되지 않았을 때부터 온 것임을 보증합니다.
이 발견 이전에 천문학자들은 우주의 나이가 약 16 억 년이었을 때부터 이온화 빛을 방출하는 은하를 식별했습니다. 다른 몇몇 예는 빅뱅 후 약 20 억 년의 우주의 나이에서 온다.
라펠스키에 따르면, MXDFz4.4 관측은 과학자들이 재결합 시대에 더 가까이 있다는 그들의 추측을 테스트할 수 있게 해주었습니다. 향후 시대에 유사한 은하의 발견은 초기 우주의 안개가 결국 어떻게 사라지는지를 설명하는 데 도움이 될 것입니다.
30년 이상 동안 허블은 천문학에 중요한 발견에 계속 기여했습니다. 이번에는 낡은 망원경이 작고 멀리 떨어진 은하의 빛의 흔적이 인류가 우주의 역사의 첫 번째 장을 읽는 데 도움이 될 수 있다는 것을 다시 보여주었습니다.
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