연구원들은 나선이 인근 항성 보육원에서 별 형성에 영향을 줄 수 있음을 발 견했습니다.

별은 우주를 조각하는 기계이지만 과학자들은 별이 어떻게 형성되는지 완전히 알지 못합니다. 우주 역사 초기에 일어난 별 탄생의 열광적인 ‘베이비 붐’을 이해하기 위해 연구자들은 우리 은하의 위성 은하인 소마젤란 성운에 주목했습니다. 이 가까운 은하는 우리은하보다 화학 성분이 더 단순하여 더 무거운 원소가 더 드물었을 때 더 젊은 우주에서 발견된 은하와 유사합니다. 이를 통해 초기 우주의 프록시 역할을 할 수 있습니다.

허블 우주 망원경에 대한 첫 번째 연구와 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경에 대한 두 번째 연구는 최근에 같은 결론에 도달했습니다. 다른 방법을 사용하여 독립 팀은 작은 마젤란 성운에서 NGC 346이라는 거대한 성단의 중심으로 나선형으로 어린 별을 발견했습니다. 가스와 별의 강과 같은 움직임은 별 탄생에 연료를 공급하는 효율적인 방법이라고 연구자들은 말합니다. 연구팀의 결과는 소마젤란 성운에서 별이 생성되는 과정이 우리 은하에서 일어나는 과정과 유사하다는 것을 보여줍니다.

자연은 나선을 좋아합니다. 허리케인의 소용돌이부터 새로 태어난 별 주위의 바람개비 모양의 원시 행성 원반, 우주 전체에 걸친 광대한 나선 은하 영역에 이르기까지.

이제 천문학자들은 우리 은하의 위성 은하인 소마젤란 성운(Small Magellanic Cloud)에서 거대한 별 무리의 중심으로 나선을 이루고 있는 어린 별들을 찾기 위해 어리둥절해하고 있습니다.

NGC 346이라고 하는 이 거대하고 기이한 모양의 별 보육원에 있는 나선의 바깥쪽 팔은 가스와 별이 강처럼 움직이면서 별 형성에 영양을 공급하고 있을 수 있습니다. 이것은 별 탄생에 연료를 공급하는 효율적인 방법이라고 연구원들은 말합니다.

소마젤란 성운은 우리은하보다 화학 성분이 더 단순하여 더 무거운 원소가 더 부족했던 젊은 우주에서 발견되는 은하와 유사합니다. 이 때문에 소마젤란 성운의 별들은 우리 은하보다 더 뜨겁게 타서 연료가 더 빨리 고갈됩니다.

초기 우주의 대용물이지만 200,000광년 거리에 있는 소마젤란 성운은 우리 은하계에서 가장 가까운 이웃 중 하나이기도 합니다.

소마젤란 성운에서 별이 어떻게 형성되는지를 배우는 것은 빅뱅 후 약 20~30억 년 후 “베이비 붐”을 겪고 있던 우주 역사 초기에 별 탄생의 폭풍우가 어떻게 일어났는지에 대한 새로운 반전을 제공합니다. 우주의 나이는 현재 138억 년입니다).

새로운 결과는 그곳에서 별이 생성되는 과정이 우리 은하의 과정과 유사하다는 것을 발견했습니다.

지름이 150광년에 불과한 NGC 346은 태양 50,000개의 질량을 자랑합니다. 그것의 흥미로운 모양과 빠른 별 형성 속도는 천문학자들을 어리둥절하게 했습니다. NASA의 허블 우주 망원경과 유럽 남부 천문대의 초거대 망원경(VLT)을 결합하여 이 신비롭게 보이는 별의 둥지 지대의 행동을 밝혀냈습니다.

볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소의 연구 리더인 Elena Sabbi는 “별은 우주를 조각하는 기계입니다. 별 없이는 생명체가 존재하지 않을 것입니다. 그러나 우리는 별이 어떻게 형성되는지 완전히 이해하지 못합니다.”라고 설명했습니다. “우리는 예측을 하는 몇 가지 모델을 가지고 있으며 이러한 예측 중 일부는 모순됩니다. 우리는 별 형성 과정을 조절하는 것이 무엇인지 결정하고 싶습니다. 이것이 우리가 초기 우주에서 보는 것을 이해하는 데 필요한 법칙이기 때문입니다.”

연구원들은 NGC 346의 별들의 움직임을 두 가지 방식으로 결정했습니다. Sabbi와 그녀의 팀은 Hubble을 사용하여 11년 동안 별의 위치 변화를 측정했습니다. 이 지역의 별들은 평균 시속 2,000마일의 속도로 움직이고 있으며, 이는 11년 동안 2억 마일을 움직인다는 것을 의미합니다. 이것은 태양과 지구 사이의 거리의 약 2배입니다.

그러나 이 성단은 비교적 멀리 떨어져 있는 이웃 은하 내부에 있습니다. 이는 관찰된 움직임의 양이 매우 작아 측정하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이러한 매우 정밀한 관측은 허블의 정교한 해상도와 높은 감도 덕분에 가능했습니다. 또한 허블의 30년에 걸친 관측 기록은 천문학자들이 시간이 지남에 따라 미세한 천체 운동을 추적할 수 있는 기준선을 제공합니다.

유럽 ​​우주국(European Space Agency)의 AURA/STScI의 Peter Zeidler가 이끄는 두 번째 팀은 지상 기반 VLT의 MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer) 장비를 사용하여 물체가 관찰자로부터 접근하거나 멀어지고 있는지 여부를 결정하는 반경 방향 속도를 측정했습니다.

Zeidler는 “정말 놀라운 점은 시설이 다른 완전히 다른 두 가지 방법을 사용하고 기본적으로 서로 독립적인 동일한 결론에 도달했다는 것입니다.”라고 말했습니다. “허블을 사용하면 별을 볼 수 있지만 MUSE를 사용하면 3차원에서 기체의 움직임도 볼 수 있으며 모든 것이 안쪽으로 나선형으로 회전한다는 이론을 확인합니다.”

그런데 왜 나선일까요?

Zeidler는 “나선형은 외부에서 성단의 중심을 향해 별 형성을 공급하는 정말 훌륭하고 자연스러운 방법입니다.”라고 설명했습니다. “그것은 별과 더 많은 별 형성에 연료를 공급하는 가스가 중심을 향해 이동할 수 있는 가장 효율적인 방법입니다.”

NGC 346에 대한 이 연구를 위한 허블 데이터의 절반은 기록 보관소입니다. 첫 번째 관찰은 11년 전에 이루어졌습니다. 시간이 지남에 따라 별의 움직임을 추적하기 위해 최근에 반복되었습니다. 망원경의 수명을 감안할 때, 허블 데이터 아카이브에는 이제 전례 없는 장기 연구를 뒷받침하는 32년 이상의 천문학 데이터가 포함됩니다.

“허블 기록 보관소는 정말 금광입니다.”라고 Sabbi는 말했습니다. “허블이 수년 동안 관찰한 흥미로운 별 형성 영역이 너무 많습니다. 허블이 매우 잘 수행하고 있다는 점을 감안할 때 우리는 이러한 관찰을 실제로 반복할 수 있습니다. 이것은 별 형성에 대한 우리의 이해를 실제로 향상시킬 수 있습니다.”

동영상: https://youtu.be/KGK8UThH_nw

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220908172343.htm