[아하! 우주] 우리 은하와 닮은꼴 - 이웃 은하의 아기별 포착

태양처럼 나이가 46억 년이 넘은 중년의 어른 별도 아기였던 시절이 있다. 과학자들은 태양이 아직 아기별이었던 시절의 사진은 갖고 있지 않지만, 우리 은하에 있는 비슷한 질량을 지닌 아기별을 여럿 관측해 어떤 과정을 통해 태어나고 성장했는지에 대한 많은 정보를 수집했다. 

하지만 이런 과정이 다른 은하에서도 비슷하게 일어나는지는 알기 어려웠다. 태어난 지 얼마 되지 않은 어두운 아기별을 멀리 떨어진 외부 은하에서 관측하기가 쉽지 않기 때문이다.

최근 일본의 규슈 대학의 토쿠다 카즈키 교수가 이끄는 연구팀은 칠레 고산 지대에 설치된 강력한 전파 망원경인 ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 우리 은하의 위성 은하인 소마젤란 은하에서 아기별의 모습을 관측했다. 

보통 별은 가스 성운에서 가스와 먼지가 뭉쳐서 형성된다. 따라서 아기별의 대부분은 두꺼운 가스와 먼지에 둘러싸여 있어 지구에서 관측하기가 어렵다. ALMA는 가시광선보다 더 긴 파장의 전파를 이용하기 때문에 이런 두꺼운 가스를 뚫고 관측하는 데 유리하다. 하지만 이웃 은하의 아기별 관측은 그래도 쉽지 않은 과제였다. 

연구팀은 소마젤란 은하에서 매우 강력한 가스를 분출하고 있는 아기별인 Y246을 우연히 포착했다. Y246은 큰 질량을 지닌 아기별로 주변에서 가스를 모으면서 임계 질량에 도달해 핵융합 반응을 시작했다.

더 많은 물질을 흡수한 아기별은 양방향으로 강력한 에너지와 가스를 내뿜는데, 이런 특징적인 모습을 관측하면 먼 거리에서도 아기별의 탄생을 확인할 수 있다. 그야말로 아기별의 울음소리나 다를 바 없는 모습이다. 

연구팀은 일산화탄소 분자의 파장을 검출해 Y246이 시속 54,000km가 넘는 강력한 가스를 분출하고 있다는 사실을 발견했다. (사진 참조) 그 패턴은 우리 은하의 별과 큰 차이가 없었다.

사실 소마젤란 은하는 우리 은하의 위성 은하이긴 하지만, 그렇다고 해서 우리 은하와 비슷한 성질의 은하는 아니다. 과학자들은 소마젤란 은하의 구성 물질이 매우 원시적이어서 100억 년 전의 은하와 유사하다고 보고 있다. 

하지만 이번 연구는 별이 탄생하는 과정이 우리 은하와 별로 차이가 없다는 점을 보여줬다. 따라서 별의 탄생과 성장은 우주 초기부터 지금까지 큰 변화 없이 비슷한 방식으로 이뤄졌을 가능성이 높다. 우주에는 수많은 별이 있고 다들 각자의 사연이 있지만, 태어나는 과정은 비슷했던 셈이다. 

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com