'허블 30년' 순식간에 추월한 JWST…最古 은하 발견[과학을읽다]

미국 하버드-스미소니언 천체물리학연구센터 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST) 관측 이미지를 통해 135억년전 생성됏을 것으로 추정되는 GLASS-z13 은하계를 발견했다. 사진=NASA.

[아시아경제 김봉수 기자]공식 관측을 시작하자 마자 새 역사를 써내려가고 있는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 은하계를 최초 관측하는 데 성공했다. 우주대폭발(빅뱅)이 일어난 후 3억년쯤 지나 생성된 것으로 추정되는 태초의 별들이 인간에게 모습을 드러낸 것이다.

미국 하버드-스미소니언 천체물리학연구센터의 로한 나이두 박사 연구팀은 지난 19일(현지시간) 이같은 내용이 담긴 연구 결과를 논문 공유 사이트인 아카이브(arXiv)와 국제천문학 학술지인 ‘천체물리학 저널 레터스’에 게재했다. 135억년전 생성된 은하계의 발견은 사상 처음이다. 허블우주망원경이 2016년 큰 곰자리의 GN-z11(약 134억년전)를 발견하면서 세운 최고(最古) 은하계 관측 기록을 깼다.

연구팀은 JWST의 초기 연구 과제의 하나로 ‘아벨 2744’ 은하단의 관측 이미지를 연구한 끝에 이같은 결과를 얻어냈다. 아벨 2744는 조 바이든 미국 대통령이 지난 11일 사전 공개한 ‘제임스 웹 딥 필드’에서 관측된 SMACS 0723 은하단과 마찬가지로 중력이 매우 강해 빛을 왜곡시켜 뒷편에 위치한 멀리 떨어진 은하들을 관측할 수 있게 해준다.

연구팀은 아벨 2744 은하단을 찍은 이미지에서 적색편이(우주의 팽창에 따라 빛의 파장이 왜곡되는 현상)가 가장 심한 은하계 2개를 발견했고, 이를 GLASS-z11, GLASS-z13으로 각각 명명했다. 이는 두 은하계가 약 134~135억년 전에 생겨났다는 것을 의미한다. JWST는 놀라운 근적외선 관측기기의 민감도로 밤하늘의 보름달보다 약간 큰 면적을 조사한 결과 이같은 성과를 얻어냈다.

현재까지의 분석 결과 이번에 발견된 두 은하는 모두 태양의 10억 배에 달하는 질량을 지니고 있다. 빅뱅 후 최대 5억 년 전의 은하에서만 나타나는 특징이다. 또 두 은하는 우리은하(지름 약 10만 광년)에 비해 매우 작다. GLASS- z13 은하는 1600광년, GLASS-z11는 2300광년 정도로 추정된다.

나이두 박사는 "예측한 대로라면 우리가 발견한 은하들의 나이는 고작 몇억년 쯤일 것"이라며 "JWST의 놀라운 성능이 우주에 대한 관점을 완전히 바꾸고 있다"고 설명했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr