[우주를 보다] 폭풍성장 중인 ‘소년 은하’ 발견

우주에 있는 별과 은하의 삶은 인간의 삶과 약간 닮은 부분이 있다. 별 역시 태어나고 성장하다가 점차 늙어서 최후를 맞이하기 때문이다.

은하의 경우 하나의 세포가 죽어도 다른 세포로 대체되는 것과 비슷하게 죽은 별 대신 새로운 별이 태어나면서 오랜 세월 유지된다. 그러나 어린 시절에는 빠르게 성장하다가 나이가 들어서는 성장이 멈추는 것은 은하나 사람이나 비슷하다.

과학자들은 초기 은하들이 가스는 많고 별은 적은 상태라서 빠른 속도로 새로운 별이 탄생한다는 사실을 알고 있다. 비록 타임머신은 없지만, 멀리 떨어진 은하를 관측해 초기 은하의 모습을 알 수 있기 때문이다. 예를 들어 100억 광년 떨어진 은하의 모습을 관측하면 빛이 지구까지 도달하는 데 걸린 시간인 100억 년 전의 은하 모습을 볼 수 있다.

최근 국제 천문학연구팀은 우연한 기회에 매우 어린 은하를 발견했다. 막스 플랑크 연구소와 카네기 대학의 연구팀이 본래 관측했던 것은 멀리 떨어진 블랙홀인 퀘이사였다. 퀘이사의 정체는 강력하게 물질을 빨아들이는 은하 중심 블랙홀이다.

연구팀은 먼 거리에서 온 빛을 분석해서 멀리 떨어진 퀘이사가 있는 은하의 구성을 연구했다. 그 결과 이 은하의 나이는 빅뱅 직후 10억 년 이내로 매우 젊었다. 동시에 매년 태양 질량의 수백 배가 넘는 별이 탄생하고 있었다. 가장 활발하게 별이 생성되는 은하는 우리 은하의 1000배나 많은 별을 생성하고 있었다. 과학자들은 별은 직접 관측 못해도 스펙트럼을 분석해서 새로 태어난 별의 분포를 추정할 수 있다.

1년에 태양 질량 수백 배의 별이 생긴다고 하면 많지 않아 보이지만, 우리 은하의 나이도 100억 년이 넘는다는 점을 생각해야 한다. 이 속도로 10억 년 정도 별이 생기면 우리 은하에 있는 별과 맞먹는 수준의 별이 생성되는 것이다.

나이든 은하에서는 새로운 별이 드물게 형성된다. 따라서 이 은하들은 어린 시절 폭풍 성장을 하는 시기의 은하라고 할 수 있다. 연구팀은 이런 빠른 성장 속도가 우주의 나이가 15억 년 정도 되는 시점에서 이미 큰 은하가 나타나는 이유라고 생각하고 있다.

비록 이유는 다르지만, 일생의 전체가 아니라 어린 시절 크게 성장하는 것은 은하 역시 마찬가지다. 이후로는 더 크게 성장하지 않으면서 서서히 나이를 먹어간다. 우리 인생의 때가 있듯이 은하에도 각각의 시기마다 다른 모습이 있다는 사실은 우연의 일치지만 흥미로운 자연의 섭리다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com