우주 최초의 은하 탄생, 최초로 관측

코펜하겐 대학의 연구자들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 130억 년 이상 전에 우주에서 가장 초기의 은하 세 개가 형성되는 것을 최초로 목격했습니다. 놀라운 발견은 우주에 관한 중요한 지식에 기여했으며 현재 저널에 게재되었습니다. 과학.

천문학 역사상 처음으로 닐스 보어 연구소(Niels Bohr Institute)의 연구자들은 133억년에서 134억년 전 사이에 우주에서 가장 초기의 은하 세 개가 탄생하는 것을 목격했습니다.

이 발견은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 이루어졌으며, 이를 통해 형성 은하에 대한 최초의 ‘실시간 관찰’이 여기 지구상의 우리에게 전달되었습니다.

망원경을 통해 연구원들은 작은 은하계가 건설되는 과정에서 축적되고 축적되는 대량의 가스로부터의 신호를 볼 수 있었습니다. 이것이 이론과 컴퓨터 시뮬레이션에 따라 은하가 형성되는 방식이지만 실제로 목격된 적은 없습니다.

“이것은 우리가 본 최초의 은하 형성에 대한 ‘직접적인’ 이미지라고 말할 수 있습니다. 제임스 웹은 이전에 우리에게 진화 후기 단계의 초기 은하를 보여 주었지만 여기서는 그들의 탄생을 목격합니다. 새로운 연구를 이끈 닐스 보어 연구소(Niels Bohr Institute)의 카스퍼 엘름 하인츠(Kasper Elm Heintz) 조교수는 “우주 최초의 항성계 건설이 성공했다”고 말했습니다.

빅뱅 직후에 탄생한 은하들

연구자들은 세 은하의 탄생이 모든 것을 시작한 폭발인 빅뱅 이후 대략 4억~6억 년 후에 발생한 것으로 추정합니다. 긴 시간처럼 들리지만, 이는 우주 전체 수명인 138억년 중 처음 3~4% 동안 은하가 형성되는 기간에 해당합니다.

빅뱅 직후 우주는 수소 원자로 이루어진 거대하고 불투명한 가스였습니다. 밤하늘이 잘 정의된 별들로 얼룩덜룩한 오늘날과 달리 말입니다.

“빅뱅 이후 수억 년 동안 별과 가스가 은하로 합쳐지기 시작하기 전에 첫 번째 별이 형성되었습니다. 이것이 우리 관찰에서 시작되는 과정입니다”라고 Darach Watson 부교수는 설명합니다.

은하계의 탄생은 우주 역사상 재이온화 시대(Epoch of Reionization)로 알려진 시기에 일어났습니다. 이때 최초의 은하계 중 일부의 에너지와 빛이 수소 가스 안개를 뚫고 나왔습니다.

연구원들이 제임스 웹 우주 망원경의 적외선 비전을 사용하여 포착한 것은 바로 이러한 대량의 수소 가스입니다. 이는 현재까지 과학 연구자들이 발견한 별과 은하의 구성 요소인 차가운 중성 수소 가스에 대한 가장 먼 거리의 측정입니다.

우리의 기원에 대한 이해를 높여줍니다.

이 연구는 Kasper Elm Heintz가 연구 동료 Darach Watson, Gabriel Brammer 및 코펜하겐 대학교 Niels Bohr Institute의 Cosmic Dawn Center의 박사 과정 학생 Simone Vejlgaard와 긴밀히 협력하여 수행했습니다. 이 센터의 목표는 다음과 같습니다. 우주의 새벽을 조사하고 이해합니다. 이 최신 결과를 통해 그들은 그 일을 하는 데 훨씬 더 가까워졌습니다.

연구팀은 새로운 결과를 확장하고 은하 형성의 가장 초기 시대에 대해 더 많은 것을 배우기 위해 이미 제임스 웹 우주 망원경으로 더 많은 관측 시간을 신청했습니다.

“지금으로서는 형성되는 은하에 대한 새로운 관찰을 이전보다 훨씬 더 자세히 매핑하는 작업입니다. 동시에 우리는 볼 수 있는 우주의 한계를 끊임없이 확장하려고 노력하고 있습니다. 그래서 아마도 우리는 더 멀리까지 도달할 것입니다.”라고 Simone Vejlgaard는 말합니다.

연구원에 따르면, 새로운 지식은 인류의 가장 기본적인 질문 중 하나에 답하는 데 기여합니다.

“우리 인간이 항상 물어본 가장 근본적인 질문 중 하나는 ‘우리는 어디에서 왔는가?’입니다. 여기에서 우리는 우주의 최초 구조 중 일부가 생성된 순간을 조명하여 좀 더 많은 답을 모아봅니다. 희망적으로 더 많은 퍼즐 조각을 맞출 수 있을 때까지 추가 조사를 진행하는 과정입니다.”라고 Gabriel Brammer 부교수는 결론지었습니다.

이 연구는 Kasper E. Heintz, Darach Watson, Gabriel Brammer, Simone Vejlgaard, Anne Hutter, Victoria B. Strait, Jorryt Matthee, Pascal A. Oesch, Pall Jakobsson, Nial R. Tanvir, Peter Laursen, Rohan P. Naidu가 수행했습니다. , Charlotte A. Mason, Meghana Killi, Intae Jung, Tiger Yu-Yang Hsiao, Abdurro’uf, Dan Coe, Pablo Arrabal Haro, Steven L. Finkelstein, Sune Toft.

연구의 덴마크 부분은 덴마크 국립 연구 재단과 칼스버그 재단의 자금 지원을 받습니다.

어떻게 했는지

연구자들은 은하계의 빛이 은하계 내부와 주변에 위치한 중성 가스에 의해 어떻게 흡수되는지에 대한 정교한 모델을 사용하여 우주 최초의 은하계의 형성을 측정할 수 있었습니다. 이 전환을 라이먼-알파 전환이라고 합니다.

연구진은 빛을 측정함으로써 새로 형성된 은하계의 가스와 다른 가스를 구별할 수 있었습니다. 이러한 측정은 James Webb 우주 망원경의 매우 민감한 적외선 분광기 기능 덕분에 가능했습니다.

초기 우주에 대하여

우주는 약 138억년 전 엄청난 폭발, 즉 빅뱅을 통해 그 “생명”을 시작했습니다. 이 사건으로 인해 쿼크와 전자와 같은 아원자 입자가 풍부하게 생성되었습니다. 이 입자들은 응집되어 양성자와 중성자를 형성하고, 나중에 원자핵으로 합쳐집니다. 빅뱅 이후 약 38만 년이 지나면 전자가 원자핵 주위를 돌기 시작했고 우주의 가장 단순한 원자가 점차 형성되었습니다.

최초의 별은 수억 년 후에 형성되었습니다. 그리고 이 별들의 심장 안에는 우리 주변에 있는 더 크고 복잡한 원자가 형성되었습니다.

나중에 별들은 은하로 합쳐졌습니다. 우리에게 알려진 가장 오래된 은하계는 빅뱅 이후 약 3억~4억년 후에 형성되었습니다. 우리 태양계는 약 46억년 전에 탄생했습니다. 이는 빅뱅 이후 90억년 이상이 지난 것입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240523153708.htm