[아하! 우주] 매년 태양질량 4500배 별 탄생하는 은하 포착

우주 초기의 은하는 현재 우리 은하나 그 주변에 있는 은하와는 달리 새로운 별을 활발하게 생성했다. 당시에는 별의 재료가 되는 가스는 풍부하고 별은 적었기 때문이다.

과학자들은 이런 은하 가운데서 특히 별이 많이 생성되는 은하를 '스타버스트 은하'라고 불러왔다. 그런데 최근 기존의 스타버스트 은하를 뛰어넘는 '초스타버스트 은하'(hyper-starburst galaxy)가 발견됐다.

지구에서 127억 광년 떨어진 은하인 SPT0346-52가 그 주인공으로 현재 과학자들이 가진 가장 강력한 망원경을 사용해도 관측이 쉽지 않아서 이를 연구한 과학자들은 강력한 중력이 렌즈 역할을 하는 중력 렌즈와 나사의 찬드라 X 선 망원경, 세계 최대의 전파망원경인 ALMA 및 여러 망원경의 힘을 빌려 이 은하를 관측했다.

연구팀은 이 은하에서 매우 강력한 자외선 파장을 발견했는데, 이는 새롭게 생성되는 별에서 나온 빛으로 추정된다.

연구팀은 거대 질량 블랙홀에서 나오는 에너지 등 다른 원인을 배제하기 위해 X선 영역을 비롯한 다른 파장에서도 관측을 시도해서 이 은하에서 나오는 빛이 새로운 별을 생성하는 과정에서 방출된 것이라는 증거를 발견했다.

연구팀의 추정으로는 이 은하에서는 매년 태양 질량의 4500배의 별이 탄생한다. 많지 않은 것처럼 여겨질 수 있지만, 은하의 나이는 거의 우주 자체만큼 길다는 점을 생각하면 매우 많은 것이다.

1억 년 정도 이 속도로 별이 생성되면 벌써 태양 질량의 4500억배의 별이 존재하게 된다. 물론 이렇게 빠른 속도로 별이 생성되는 시기는 길지 않을 것으로 생각된다. 시간이 지나면 원료가 되는 성간 가스가 고갈되기 때문이다. 그러면 언젠가 우리 은하처럼 매년 태양 질량과 비슷한 수준의 별이 생성되는 평범한 은하가 될 것이다.

SPT0346-52는 빅뱅 직후 10억 년 정도 된 아주 젊은 은하다. 과학자들은 최신 관측 기술을 총동원해서 이렇게 초기 은하의 비밀을 밝히기 위해 노력하고 있다. 앞으로 차세대 망원경이 완성되면 아직 밝히지 못한 비밀도 하나씩 그 정체를 드러낼 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com