빅뱅 직후 6억년 ‘태초의 은하에서 나온 빛’ 찾았다

우리는 타임머신을 타고 과거의 지구로 돌아갈 수 없다. 하지만 천문학자들은 강력한 망원경을 이용해서 먼 과거의 우주를 볼 수 있다. 빛이 지구까지 도달하는 데 걸린 시간만큼 과거의 모습을 보기 때문이다. 100억 광년 떨어진 은하를 관측한다면, 사실상 100억 년 전의 은하의 모습을 보는 것과 다름없다.

이런 이유로 오늘도 천문학자들은 강력한 망원경을 이용해서 먼 거리에 있는 은하를 관측하기 위해서 노력한다. 그러나 이 정도 먼 거리에서는 은하조차 관측이 매우 어려운 희미한 점에 불과하다.

최근 캘리포니아 공과대학의 천문학자 아디 지트린(Adi Zitrin)과 그 동료들은 10m 구경의 켁 망원경에 탑재된 MOSFIRE라는 장비를 이용해서 빅뱅 직후 6억 년 후에 형성된 은하를 관측하는 데 성공했다. 이는 130억 년 이전의 우주를 들여다보는 것과 마찬가지이다.

이번 연구에서 중요한 것은 EGSY8p7라고 명명된 이 은하에서 라이만 알파선(Lyman-alpha emission line)을 발견했다는 것이다. 뜨거운 수소에서 방출되는 라이만 알파선은 한창 별이 형성되는 초기 은하에 풍부할 것으로 예상하기는 했지만, 현재까지 관측은 하지 못했던 파장이다.

라이만 알파선이 풍부한 것과 이것을 지구에서 관측하는 것은 별개의 문제라고 할 수 있는데, 지구까지 오는 과정에서 성간 분자나 가스에 의해 쉽게 흡수되기 때문이다. 이를 관측할 수 있었던 것은 강력한 장비의 도움과 함께 천운이 따랐다고 할 수 있는 부분이다. 사실 이 정도 멀리 떨어진 은하에서 관측된 것은 처음이었다.

EGSY8p7의 초기 분석 결과는 이 은하가 극도로 뜨거운 별에 의해서 빛나고 있다는 정보를 제공했다. 아마도 우주 초기 은하는 풍부한 가스 덕분에 거대한 별이 형성되면서 아주 강한 라이만 알파선을 방출하는 것으로 보인다.

과학자들은 초기 은하에서 나온 빛을 관측함으로써 우주 초기에 은하가 어떻게 형성되었는지에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있다. 앞으로 더 강력한 망원경이 완성되면 과학자들은 아주 먼 과거로 거슬러 올라가 오래전 우리 은하 같은 은하가 어떻게 생성되었는지에 대한 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com