[아하! 우주] 태초의 은하 탄생하는 가스 구름 포착

천문학자들은 아주 먼 우주로부터 뜨거운 수소에서 나오는 라이만 알파선(Lyman Alpha)을 방출하는 수수께끼의 거대 가스인 LAB (Lyman Alpha Blob)을 발견했다.

수십만 광년에 이르는 이 거대 가스 구름은 은하의 진화와 연관이 있는 것으로 여겨졌지만, 100억 광년 이상의 먼 거리로 인해서 정확한 정체를 파악하는데 어려움을 겪었다.

최근 국제 천문학팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA를 이용해서 115억 광년 떨어진 거대 수소 구름인 LAB-1을 관측했다.

영국 하트퍼드셔 대학의 짐 기치(Jim Geach)와 그의 동료들은 ALMA 관측 데이터는 물론 허블 우주 망원경 데이터, 지상 망원경 관측 데이터를 통합해 나사의 플레이아데스 슈퍼컴퓨터를 이용한 시뮬레이션을 시행했다. 그 결과 이 거대 수소가스가 은하가 탄생하는 장소라는 사실을 밝혀냈다.

이 가스 안에서는 우리 은하계의 100배가 넘는 매우 빠른 속도로 새로운 별이 생성되고 있으며, 그 중심부에는 자라나는 거대 은하가 존재한다. 그리고 그 주변으로 위성은하들이 형성되고 있는 것으로 보인다.

우리 은하에서 가스 성운에서 별이 탄생하듯 아직 별이 거의 없던 우주 초기에는 거대한 수소 구름 속에서 별과 은하가 형성되었던 것으로 보인다.

이런 원시 가스구름(primordial gas clouds)은 이론적으로는 알려졌으나 실제로 관측은 매우 어려웠다. 천문학자들은 매우 멀리 떨어진 천체를 관측해서 우주의 과거를 연구하는데 원시 가스 구름은 너무 멀어서 관측이 힘들었기 때문이다. 115억년 떨어진 가스 구름을 관측하면 빛이 오는 데 걸리는 시간인 115억년 전의 모습을 볼 수 있지만, 대신 매우 희미했다. 더구나 가스 구름 안에서 생성되는 젊은 은하는 가스 때문에 잘 보이지 않는 문제가 있어 ALMA 같은 강력한 전파 망원경이 필요했다.

그러나 인류가 가진 가장 강력한 망원경과 국제 과학자팀의 노력으로 LAB-1 내부의 미스터리는 조금씩 그 모습을 드러냈다.

이번 연구에서는 이 수소가스 내부에서 큰 은하와 주변의 위성 은하가 형성되는 모습이 포착되었다. 이 은하들은 미래에 우리 은하 같은 대형 은하와 위성 은하로 진화하게 될 것이다. 우리 은하의 과거를 보기 위해서는 아주 멀리 떨어진 우주의 모습을 관측해야 한다. 우리 은하 역시 이런 원시 가스구름에서 태어났기 때문이다. 차세대 망원경이 완성되면 우리는 우리의 과거에 대해서 더 많은 것을 알 수 있을 것이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com