시험&논문용 <제임스 웹 우주망원경(JWST)과 은하 > 은하관측과 JWST, GN-z11 은하, GLASS-z12 은하

제임스 웹 우주망원경(JWST)과 은하에서는 새로운 발견을 이어가는 JWST의 은하관측 성과를 알아봅니다. 또한 이전까지 공식 기록이었던 가장 오래된 은하인 GN-z11은하와 새로 발견된 가장 오래된 은하인 GLASS-z12은하의 발견과정을 살펴봅니다.

제임스 웹 우주망원경(JWST)과 은하에서 은하관측과 JWST

은하는 별, 밀도, 성간물질, 기타 물질이 중력에 의해 결합된 거대한 천체입니다. 우리가 살고 있는 태양계는 우리 은하의 가장자리에 있습니다. 지구에서 본 우리 은하가 천구상에 띠 모양으로 나타나는 것이 바로 은하수입니다. 천문학에서 은하는 생물학의 세포와 유사한 단위가 됩니다. 규모는 은하마다 다릅니다. 하지만 심지어 작은 은하들도 너무 커서 개별적인 별들과 비교할 수 없습니다. 우리 은하계의 폭은 약 10만 광년으로 추정됩니다. 지금까지 발견된 가장 큰 타원 은하인 IC 1101의 반지름은 200만 광년이고 별 100조개가 모여 있습니다. 고대 이전에도 은하수는 인류에게 잘 알려져 있었지만 갈릴레오가 천문망원경을 발명할 때까지 그것의 정체가 수많은 별들의 무리라는 것은 밝혀지지 않았습니다. 이후 허셜은 은하수 방향으로 관측되는 별들의 분포를 기록해 우리 은하의 첫 지도를 만들었습니다. 그 후 캠틴과 샤플라이는 별들이 원반으로 분포하는 모델을 만들었습니다. 임마누엘 칸트는 외부 은하가 우리 은하와 독립적인 별개의 은하라는 생각을 처음으로 제시했습니다. 에드윈 허블은 안드로메다 은하까지의 거리를 측정하여 우리 은하의 반경을 훨씬 벗어난 곳에서 발견했습니다. 이후 적외선에 극도로 민감한 제임스 웹 우주망원경 덕분에 천문학자들은 은하를 보는 시각이 발사 전 예측대로 완전히 바뀌고 있다고 설명합니다. 특히 JWST로 알져진 제임스 웹 우주망원경은 적외선 관측에 특화되었기 때문에 먼 우주를 보여주며 지금까지 이론적으로 예측한 것보다 일찍 별이 생성되었을 가능성을 시사합니다. JWST가 가장 오래된 은하를 관찰했습니다. 가장 오래된 은하로 지금까지 공식 인정되었던 은하보다 약 5천만년 더 오래된 초기 은하입니다.

 

GN-z11 은하

현재까지 공식적으로 가장 오래된 은하는 무엇입니까? 제임스 웹이 발명한 우주망원경으로 관측하기 전까지는 가장 오래된 은하가 허블 우주 망원경으로 관측한 큰 곰 불규칙 은하 GN-z11입니다. 공식적으로 관측된 적색 편이 값은 11.09로 이 은하가 태양계에서 가장 먼 은하로 알려져 있습니다. 이를 거리로 환산하면 약 134억 광년이나 됩니다. 우주 탄생후 4억 년 정도 지난 시점의 은하입니다. 천문학자들은 제임스 웹 우주망원경을 사용하여 우주 탄생초기 짧은 시간 동안 만들어진 은하에만 나타나는 고유한 특징들을 발견했습니다. 주로 가벼운 원소와 질량이 작은 별들로 구성된 것이 특징입니다. 오래된 은하의 발견 기록은 계속해서 깨지고 있습니다. 하지만 138억 광년전 우주탄생 초기에 매우 가까울 것으로 예측되었던 은하 중 하나가 사실은 추가 연구 결과 나중에 형성된 은하로 판명되기도 했습니다. 그래서 오래된 은하에 대한 연구가 앞으로 더 많이 필요한 것입니다.

GLASS-z12 은하

제임스 웹 우주망원경은 지금까지 공식적으로 발견된 가장 오래된 은하보다 약 5천만년이나 더 오래된 초기 은하를 발견했습니다. 미국 UCLA 국제천문연구팀은 우주가 생성된 지 약 3억 5천만년이 지난 시점의 은하인  GLASS-z12 은하를 관측했다고 보고했습니다. 판도라 성단이라고도 하는 아벨 2744 은하단 주변의 오래된 은하들을 포착했습니다. GLASS-z12 은하가 아벨 2744의 가장자리에서 발견된 것입니다. 발견 당시에는 적색편이가z = 13.1로 더 높을 것으로 예측되어 GLASS-z13이라는 이름이 붙었습니다. 그러나 이후 연구에서 적색편이가 z = 12.4로 밝혀져 이름이 GLASS-z12로 바뀌었습니다. 연구팀은 극도로 민감한 NIR 캠장비가 우주의 관점을 완전히 바꾼다고 생각합니다. 그리고 우주 탄생후 얼만 안된 시점에 존재했던 천체들의 발견은 이 은하의 시작이 예상보다 빠를 수도 있다는 것을 암시한다고 말합니다. 사실 이 은하들이 존재하기 위해서는 가스와 암흑물질로 구성된 우주의 암흑기가 예상보다 훨씬 빨리 끝났다는 예측을 하는 우주탄생 이후 겨우 1억 년이 지난 때부터 은하들이 형성되기 시작해야 합니다. 연구팀은 이번에 발견된 은하가 저질량 은하라고 예측합니다. 이들은 원시 수소와 헬륨으로만 구성된 1세대 별들로 아직 관측되지 않은 천체들입니다.