초기 우주 모습 간직…가장 희미한 은하 발견

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기사입력 2016-05-24 11:26       

은하단 MACS2129.4-0741의 모습. 이 은하단 뒤에 가장 희미한 은하가 숨겨져 있었다.

초기 우주 모습을 간직한 역대 가장 희미한 은하가 발견됐다.

미국 캘리포니아대학 데이비스캠퍼스(UC데이비스)와 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA)의 교수들이 참여한 국제 연구팀이

하와이 W.M.켁 천문대에 있는 천체망원경을 사용해 130억 년 전에 존재했던 가장 희미한 은하를 발견했다고

 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL) 최신호(5월18일자)에 발표했다.

이에 대해 이 연구의 공동저자 토마소 트로이 UCLA 물리·천문학부 교수는 “이번 발견으로 ‘우주 암흑기’로 알려진

기간이 어떻게 끝났는지 천문학계의 가장 큰 수수께끼 중 하나를 푸는데 한 걸음 더 나갈 수 있게 됐다”고 말했다.

연구팀은 ‘중력렌즈’ 효과를 사용해 빅뱅(대폭발) 직후 탄생한 희미한 이 은하를 찾아낼 수 있었다.

중력렌즈 효과는 100년 전 아인슈타인이 일반상대성이론에서 예언한 것으로,

빛이 렌즈에 의해 굴절하는 것처럼 중력에 의해 굴절하는 현상을 말한다.

이 은하는 MACS2129.4-0741로 알려진 한 은하단 뒤에 숨어 있었다.

은하단은 이번 은하의 이미지를 3개나 만들 수 있을 만큼 거대하다.

빅뱅 이론에 따르면, 초기 우주는 확장하면서 차가워졌다.

트로이 교수는 이런 현상이 일어남으로써 양성자들이 전자들을 붙잡아 경수소를 형성했고 초기 우주는 방사선을

안 보이게 만들어 ‘우주 암흑기’가 시작됐다고 설명했다.

또 “그로부터 몇 억 년이 지난 어느 시기에 최초의 별들이 탄생했고 이 별들은 수소를 이온화할 수 있는 자외선을 생산하기

시작했다”면서 “결국, 충분한 별들이 생겼을 때 이 별들은 은하계 사이의 모든 수소를 이온화할 수 있었고 이제 우리가

보는 초기 우주를 만든 것”이라고 말했다.

‘우주의 재이온화’로 불리는 이 과정은 약 130억 년 전 일어났다.

하지만 과학자들은 이 과정이 일어날 만큼 별들이 충분히 많았는지 아니면 우주의 가스가 초질량 블랙홀들에 흡수될 때

발생하는 더 특이한 빛에 의한 것인지를 지금까지 알아내지 못했었다.

이에 대해 트로이 교수는 “현재, 가장 가능성이 큰 추측은 다른 희미한 은하들 역시 그 안에 있는 별들을 중력렌즈 증폭

없이 망원경들로 보면 너무 희미하다는 것”이라면서 “이 연구는 그런 은하들의 존재를 입증하기 위해 중력렌즈 효과를

활용한 것으로 수수께끼를 풀기위한 중요한 단계에 있는 것”이라고 말했다.

사진=브라닥/허블 우주망원경/W.M.켁 천문대