Webb 우주 망원경은 우주에서 가장 먼 복잡한 유기 분자를 감지합니다.

연구원들은 지구에서 120억 광년 이상 떨어진 은하에서 복잡한 유기 분자를 발견했습니다. 이 은하계는 현재 이러한 분자가 존재하는 것으로 알려진 가장 먼 은하입니다. 최근 출시된 James Webb 우주 망원경의 기능과 연구팀의 신중한 분석 덕분에 새로운 연구는 초기 우주의 첫 번째 은하에서 발생하는 복잡한 화학적 상호 작용에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

일리노이 대학교 어바나-샴페인 천문학 및 물리학 교수 호아킨 비에이라(Joaquin Vieira)와 대학원생 케다르 파드케(Kedar Phadke)는 텍사스 A&M 대학교의 연구원 및 국제 과학자 팀과 협력하여 은하계의 더 크고 더 큰 먼지 알갱이에서 생성된 적외선 신호와 새롭게 관찰된 탄화수소 분자의 것.

연구 결과는 저널에 게재됩니다. 자연.

“이 프로젝트는 내가 대학원에서 먼지로 가려진 매우 먼 은하를 감지하기 어렵고 연구할 때 시작되었습니다.”라고 Vieira는 말했습니다. “먼지 알갱이는 우주에서 생성된 항성 복사의 약 절반을 흡수하고 재방출하여 멀리 있는 물체의 적외선을 매우 희미하게 만들거나 지상 망원경으로는 감지할 수 없게 만듭니다.”

새로운 연구에서 JWST는 연구자들이 “자연의 돋보기”라고 부르는 중력 렌즈 현상에서 힘을 얻었습니다. “이 확대는 두 은하가 지구의 관점에서 거의 완벽하게 정렬될 때 발생하며 배경 은하의 빛이 전경 은하에 의해 아인슈타인 고리로 알려진 고리 모양으로 왜곡되고 확대됩니다.”라고 Vieira는 말했습니다.

팀은 SPT0418-47에 JWST를 집중시켰습니다. SPT0418-47은 국립 과학 재단의 남극 망원경을 사용하여 발견되었으며 이전에 중력 렌즈 효과에 의해 약 30~35배 확대된 먼지로 가려진 은하로 식별되었습니다. SPT0418-47은 지구에서 120억 광년 떨어져 있으며, 이는 우주의 나이가 15억 년 미만이거나 현재 나이의 약 10%에 해당하는 시간에 해당한다고 연구원들은 말했습니다.

“중력 렌즈 효과와 JWST의 결합된 힘에 접근하기 전에는 모든 먼지를 통해 실제 배경 은하를 볼 수도 공간적으로 확인할 수도 없었습니다.”라고 Vieira는 말했습니다.

JWST의 분광 데이터에 따르면 SPT0418-47의 가려진 성간 가스는 무거운 원소가 풍부하여 여러 세대의 별이 이미 살았고 죽었다는 것을 나타냅니다. 연구원들이 발견한 특정 화합물은 다환 방향족 탄화수소(PAH)라고 불리는 분자 유형입니다. 지구상에서 이러한 분자는 연소 엔진이나 산불에 의해 생성된 배기 가스에서 찾을 수 있습니다. 탄소 사슬로 구성되어 있는 이 유기 분자는 초기 생명체의 기본 구성 요소로 간주된다고 연구원들은 말했습니다.

Phadke는 “이 연구가 지금 우리에게 말하고 있고 우리가 여전히 배우고 있는 것은 JWST 이전에는 볼 수 없었던 더 작은 먼지 알갱이가 있는 모든 지역을 볼 수 있다는 것입니다.”라고 말했습니다. “새로운 분광 데이터를 통해 은하의 원자 및 분자 구성을 관찰할 수 있어 은하의 형성, 수명 주기 및 진화 방식에 대한 매우 중요한 통찰력을 제공합니다.”

비에이라는 “우리는 이것을 예상하지 못했다”고 말했다. “이렇게 먼 거리에서 복잡한 유기 분자를 탐지하는 것은 미래의 관측과 관련하여 판도를 바꾸는 것입니다. 이 작업은 첫 번째 단계일 뿐이며 우리는 이제 막 그것을 사용하는 방법과 그 능력을 배우는 중입니다. 우리는 어떻게 이 재생됩니다.”

비에이라는 “내가 논문을 쓰면서 발견한 은하가 언젠가 JWST에 의해 관찰될 것이라는 것은 매우 멋진 일”이라고 말했다. “나는 SPT와 JWST 모두에 자금을 지원하고 지원해 준 미국 납세자, NSF 및 NASA에 감사드립니다. 이러한 도구가 없었다면 이러한 발견은 결코 이루어지지 않았을 것입니다.”

Vieira는 또한 일리노이주의 슈퍼컴퓨팅 애플리케이션을 위한 국립 센터에서 자금을 지원하는 천체물리조사 센터의 이사이기도 합니다. Phadke는 CAPS 졸업생입니다.

우주 망원경 과학 연구소는 NASA 계약 NAS 5-03127에 따라 천문학 연구를 위한 대학 협회(Association of Research in Astronomy, Inc.)의 관리하에 JWST를 운영합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230605181233.htm