거대하고 새로운 우주 망원경인 JWST가 나이가 134억 년이 넘는 은하 4개를 발견했습니다. 그들은 우주가 탄생한 지 불과 3억 5천만년 후에 형성되었으며, 재확인이 필요할 정도로 논란이 많았습니다.
새로운 연구 중 하나의 공동 저자이자 영국 허트퍼드셔 대학의 천문학자인 엠마 커티스 레이크(Emma Curtis-Lake)는 성명에서 "이 은하들이 실제로 초기 우주에 거주했다는 것을 증명하는 것이 중요했습니다. 더 가까운 은하가 매우 먼 은하로 가장할 가능성이 매우 높습니다"라고 말했습니다. 하지만 이 은하계의 미스터리는 점점 더 커지고 있습니다.
JWST는 출시 이후 시간의 장막을 뚫고 우주에서 가장 오래된 은하계 중 일부를 관찰해 왔습니다. 이미지 출처:NASA. 연구자들은 매우 멀리 있는 것을 볼 때 시간을 거슬러 올라가기도 합니다. 1광년 떨어진 물체를 보고 있다면 1년 전의 모습을 보는 것입니다. 왜냐하면 빛이 물체에서 당신까지 이동하는 데 걸린 시간이기 때문입니다. 따라서 134억 광년 떨어져 있는 것을 보면 우주의 진화 초기에 어떤 모습이었는지 알 수 있습니다.
4개의 고대 은하의 나이는 빅뱅 이후 4억 6천만년부터 빅뱅 이후 3억 2천 5백만년까지 다양합니다. 이 별들은 상대적으로 작으며 태양 질량의 별 질량의 약 108~109배에 해당하며 은하수보다 수천 배 더 작습니다.
그러나 그것은 그들에 대한 이상한 점이 아닙니다. 이상한 점은 그런 것들이 존재한다는 것입니다.
코펜하겐 대학의 천체 물리학자인 Charlotte Mason이 JWST를 사용하여 밤하늘의 일부를 관찰하기 시작했을 때 그들은 아무것도 발견할 것이라고 기대하지 않았습니다. 기존 모델에 따르면 하늘 조각에는 단 0.2개의 은하만 포함됩니다. 즉, 단일 은하를 발견할 확률은 20%에 불과합니다. 하지만 그들은 두 개를 발견했습니다. JWST의 놀라운 발견은 이것뿐만이 아닙니다.
전반적으로 천문학자들은 JWST를 사용한 이후 우주의 첫 5억년 동안 15개의 은하가 형성된 것을 발견했습니다. 우주론적 진화에 대한 우리의 현재 이해에 따르면, 암흑 물질(우리 우주 질량의 85%를 구성하는 기이한 물질)은 빅뱅 직후 후광으로 뭉쳐졌고, 이 후광은 가스를 끌어당길 만큼 강한 중력을 가지고 있었고 결국 붕괴하여 최초의 별을 형성했습니다. 하지만 이 이론으로는 이렇게 많은 오래된 은하계를 설명할 수 없습니다.
현재로서는 새로운 JWST 데이터가 이러한 모델에 어떻게 들어맞는지는 확실하지 않습니다. 세계에서 가장 강력한 망원경이 아직 초기 단계이기 때문에 먼저 기다렸다가 과학 분야의 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스의 Alice Shapley는 "인구를 더 늘리자"고 말합니다. . “그럼 이론을 살펴보는 시간이 될 것 같아요.”
영국 케임브리지 대학교의 천문학자이자 공동 저자인 산드로 타첼라(Sandro Tacchella)는 “은하의 발달 초기 기간을 이해하지 않고는 은하를 이해하기가 어렵습니다.”라고 덧붙였습니다. "인간의 경우와 마찬가지로 나중에 일어나는 일의 상당 부분은 초기 별 세대의 영향에 달려 있습니다. 은하계에 대한 수많은 질문이 Webb의 변혁적 기회를 기다려왔고 우리는 이 이야기를 공개하는 데 한몫을 할 수 있게 되어 기쁩니다."
국제 천문학자 팀은 NASA/ESA/CSA 제임스 웹 우주 망원경의 데이터를 사용하여 현재까지 확인된 가장 초기 은하의 발견을 보고했습니다. 이미지는 빛의 스펙트럼을 보여줍니다. 이미지 출처:NASA. 동시에 이는 놀라운 기술적 성과이기도 합니다. 가장 오래되고 가장 먼 은하 역시 가장 희미하기 때문에 JWST가 발사되기 전에는 이를 자세히 연구하는 것이 사실상 불가능했습니다.
이탈리아 Scuola Normale Superiore의 천문학자이자 공동 저자인 Stefano Carniani는 "이것은 지금까지 촬영된 적외선 스펙트럼 중 가장 희미한 것입니다."라고 말했습니다. "그들은 우리가 보고 싶었던 것, 즉 은하간 수소의 산란으로 인한 빛의 차단 파장을 정확하게 측정하는 것을 보여줍니다."
관찰된 빛의 스펙트럼은 연구자들이 천체의 나이를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우주는 끊임없이 팽창하고 있으며, 팽창함에 따라 빛의 파장이 늘어나는데, 이를 '적색편이'라고 합니다. 이 가장 어린 은하계의 빛은 14배로 늘어났으며, 연구자들은 임계 파장 이후 빛이 차단되는 희미한 은하계를 찾습니다.
"이러한 결과는 NIRCam과 NIRSpec 팀이 함께 협력하여 이 관찰 프로그램을 실행한 이유의 정점입니다." 공동 저자이자 투산에 있는 애리조나 대학의 NIRCam 수석 조사관인 Marcia Rieke가 공유한 말입니다.
JWST가 출범한 지 불과 몇 달밖에 되지 않았는데 벌써부터 획기적인 성과를 내고 있다는 사실이 놀랍다.
물론 해당 데이터를 이해하려면 더 많은 데이터가 필요하지만 현재로서는 결과가 정말 훌륭합니다.
"우리는 빅뱅이 발생한 지 3억 5천만 년 만에 처음으로 은하계를 발견했으며, 은하계의 환상적인 거리를 절대적으로 확신할 수 있습니다." 공동 저자이자 NIRCam 과학팀의 일원이자 캘리포니아 대학교 산타 크루즈 캠퍼스의 브랜트 로버트슨(Brant Robertson)이 말했습니다. “이렇게 놀랍도록 아름다운 이미지에서 초기 은하계를 찾는 것은 특별한 경험입니다.”
