우리 은하 안에도 화석이 숨어있었다

120억 년 된 늙은 별과 젊은 별 혼재

고고학자들은 과거의 흔적을 찾기 위해 땅을 판다. 마찬가지로 천체물리학자들은 우주의 과거 흔적을 찾기 위해 우리 은하 중심 주변의 두꺼운 먼지 구름을 뒤진다. 그래서 이전에는 볼 수 없었던 가스와 별들이 처음 형성됐던 흔적을 담은 덩어리를 발견했다.

천문학자들은 가스와 먼지에 가려 잘 보이지 않던 우리 은하의 일부 성단은 우리 은하가 탄생했던 시기에 생성된 새로운 형태의 성단으로, 우리 은하의 화석과 같은 역할을 한다고 과학자들이 발표했다.  이 거대한 새로운 별 무리에 과학자들은 ‘거대 화석 파편(Bulge Fossil Fragments)’이라는 이름을 지었다.

이탈리아 볼로냐 대학의 프란체스코 페라로(Francesco Ferraro) 연구팀은 이 같은 내용을 네이처 천문학(Nature Astronimy) 저널에 발표했다.

우리 은하에는 적어도 150개의 구상성단(globular cluster)이 존재한다. 구상성단은 같은 시대에 태어난 수백만 개의 별들의 모임이다. 이중 하나인 릴라1(Liller 1)는 40년 넘게 구상성단으로 분류되어 있었다.

우리 은하의 화석이라고 할 수 있는 릴라1(오른쪽원)과 테르잔5(왼쪽 원) ⓒ: F. R. Ferraro / C. Pallanca (University of Bologna)

하지만 연구원들이 릴라1을 자세히 관찰해보니, 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 더 매력적인 점들을 발견했다. 릴라1은 우리 은하의 가려진 지역 중 한 곳에 자리 잡고 있다. 두꺼운 성간 먼지 구름이 별빛을 흐리게 하여 1만 배까지 희미하게 보인다.

이 구름을 통과하는 유일한 방법은 적외선 망원경이다. 연구원들은 지름 8m 짜리 제미니 사우스(Gemini South) 우주 망원경을 이용해서, 지구 대기로 인한 이미지 왜곡을 보완할 수 있었다. 여기에 연구원들은 허블 우주망원경을 이용해 확보한 관측 내용을 보완함으로써 랄리1의 특성을 분석했다.

그 결과 릴라1은 나이가 크게 다른 두 개의 별들이 모여 있었다. 나이가 많은 것들은 우리 은하가 형성된 것과 같이 약 120억 년 전에 형성되었고, 다른 별들은 훨씬 더 젊어서 불과 10~20억 년 전에 형성된 것이었다.

릴라1은 약 120억 년 전에 우리 은하의 중심부로 합쳐진 일종의 화석이었던 것이다.

이번 논문의 제1저자인 프란체스코 페라로 교수는 “릴라1는 구상 성단이 아니라 훨씬 더 복잡한 천체로서, 우리 은하 형성의 역사를 담고 있는 별들의 화석이다”고 말했다.

우리 은하 역사 규명에 큰 도움 줄 듯

과학자들은 몇 년 전 발견한 테르잔 5(Terzan 5)와 릴라1이 유사한 특징을 가졌음을 발견했다.

릴라1과 함께 새로운 성단으로 구분된 테르잔5 ⓒESA/NASA

릴라1과 마찬가지로 테르잔5도 우리 은하만큼 오래된 별과 훨씬 더 어린 45억 년 전에 형성된 천체가 모여 있다.

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