천문학 자들은 가장 오래되고 가장 먼 은하를 발견했습니다

가장 널리 퍼진 우주 모델에 따르면 우주는 약 138 억년 전에 빅뱅으로 시작되었습니다.

그럼에도 불구하고 천문학 자들은이시기가 우주 "암흑기"와 일치했기 때문에 초기 우주가 어떻게 생겼는지 아직 확신하지 못합니다. 따라서 그들은 가장 초기 은하가 언제 형성되었는지 확인하기 위해 기기의 기능을 계속 확장하고 있습니다.

국제 천문학 자 팀의 새로운 연구 덕분에 현재까지 우리 우주에서 관측 된 가장 오래되고 가장 먼 은하 (GN-z11)가 확인되었습니다.

최근 Nature Astronomy 저널에 발표 된이 그룹은 Kavli 천문학 및 천체 물리학 연구소의 Linghua Jiang과 도쿄 대학의 Nobunari Kasikawa 교수가 이끌었습니다.

그들은 카네기 과학 연구소, 스튜어드 천문대, 제네바 천문대, 북경 대학 및 도쿄 대학의 천문대 연구원들과 합류했습니다.

간단히 말해서 우주의 암흑기는 빅뱅 이후 약 37 만년에 시작되어 10 억년 동안 계속되었습니다.

그 당시 유일한 광원은 이전에 방출 된 광자 (오늘날 여전히 우주 마이크로파 배경 (CMB)로 감지 할 수 있음) 또는 중성 수소 원자에 의해 방출 된 광자였습니다. 이 광자의 빛은 우주의 팽창에 의해 너무 대체되어 오늘날 우리에게 보이지 않습니다.

이 효과는 "적색 편이 (redshift)"로 알려져 있는데, 빛의 파장이 우리에게가는 길에 끊임없이 확장되는 공간을 통과 할 때 빛의 파장이 길어질 때 (또는 스펙트럼의 빨간색 끝쪽으로 "편이")됩니다.

우리 은하에 접근하는 물체의 경우 효과가 반전됩니다. 파장이 짧아지고 스펙트럼의 파란색 끝쪽으로 이동합니다 ( "파란색 이동"이라고도 함).

거의 한 세기 동안 천문학 자들은 이러한 효과를 사용하여 은하까지의 거리와 우주가 팽창하는 속도를 결정했습니다. 이 경우 연구팀은 하와이 마우나 키에있는 Keck I 망원경을 사용하여 GN-z11의 적색 편이를 측정하고 거리를 결정했습니다.

그들의 결과는 그것이 지금까지 관측 된 은하 중 가장 먼 (그리고 가장 오래된) 은하라는 것을 보여주었습니다. Kasikawa는 도쿄 대학의 보도 자료에서 다음과 같이 설명했습니다.

“이전 연구에 따르면 GN-z11 은하가 134 억 광년, 즉 134 억 킬로미터 (134 개에 이어 30 개 0)로 우리와 가장 멀리 떨어진 은하로 보입니다. 그러나 이러한 거리를 측정하고 확인하는 것은 쉽지 않습니다.”

구체적으로 연구팀은 GN-z11에서 방출되는 탄소 방출 선을 조사했습니다. GN-z11은 은하계를 떠날 때 자외선 범위에 있었고 지구에 도달했을 때 적외선 범위 (0.2 마이크로 미터)에서 10 배 이동했습니다.

이 적색 편이 수준은이 은하가 약 134 억년 전, 즉 빅뱅 이후 4 억년 전에 존재했음을 나타냅니다.

GN-z11은 관측 가능한 우주의 경계를 정의 할 정도로 멀리 떨어져 있습니다! 이 은하는 과거에 (허블에 의해) 관측되었지만 정확한 측정을 위해서는 Keck 천문대의 해상도와 분광 능력이 필요했습니다.

이것은 적외선 탐사를위한 다중 물체 분광기 (MOSFIRE) 조사의 일환으로 수행되었으며, 그 동안 GN-z11 방출 선이 자세히 캡처되었습니다.

이를 통해 팀은 이전 측정치보다 100 배 더 나은이 은하에 대한 거리 추정치를 생성 할 수있었습니다.

“허블 우주 망원경은 GN-z11 스펙트럼에서 여러 번 신호를 감지했습니다. 그러나 허블조차도 우리가 필요로하는만큼 자외선 복사선을 해결할 수 없습니다. 그래서 우리는 하와이의 Keck I 망원경에 설치된 MOSFIRE라고하는 방출 선 측정기 인 더 현대적인 지상 기반 분광기로 전환했습니다. "

후속 관측으로이 연구의 결과를 확인할 수 있다면 천문학 자들은 GN-z11이 지금까지 관측 된 은하 중 가장 먼 은하라고 자신있게 말할 수 있습니다. 천문학 자들은 그러한 물체를 연구함으로써 우주가 불과 몇 억년 전에 우주 역사의 시대에 빛을 비추 길 희망합니다.

이 기간은 우주가 "암흑기"에서 나타나기 시작한 시간과 일치합니다. 최초의 별과 은하가 형성되어 초기 우주를 가시 광선으로 채웠습니다.

이를 연구함으로써 천문학 자들은 우주의 대규모 구조가 어떻게 진화했는지 더 많이 알기를 희망합니다. 2021 년 10 월 31 일 발사 예정인 JWST (James Webb Space Telescope)와 같은 차세대 망원경이 기여할 것입니다.

연구를 가능하게 한 관찰은 하와이 마우나 키에있는 켁 천문대와 스바루 망원경 사이의 시간 교환 프로그램의 일환으로 이루어졌습니다.

이 기사는 Universe Today에 의해 출판되었습니다.