요약:
미국 퍼듀대학교 과학자들이 이끄는 국제 천문학자 팀이 현재까지 알려진 가장 먼 원시 은하단 COSMOS-z3.1-A를 발견했습니다. 우주의 나이가 고작 21억년 되었을 때 탄생했고, 그 질량은 은하수의 약 5,000배에 달합니다. 이번 발견은 은하단의 진화에 관한 기존 이론을 뒷받침할 뿐만 아니라 은하단이 더 큰 우주 거미줄에 어떻게 내장되어 있는지도 밝혀줍니다. 관련 논문은 천체물리학저널(The Asphysical Journal) 최신호에 게재됐다.
사진은 새로 발견된 원시 은하단 COSMOS-z3.1-A를 보여줍니다. 이미지 출처: Tololo Inter-American Observatory/National Science Foundation 등
은하단은 수백 또는 수천 개의 은하로 구성된 우주에서 가장 거대한 중력 결합 구조입니다. 오늘날 사람들이 최근의 시공간에서 관찰하는 은하단은 원래 은하단에서 진화한 성숙한 구조이다. 원래 은하단은 여전히 병합 중이고 아직 안정된 은하단으로 응축되지 않은 거대하고 느슨한 은하 집단입니다. 우주가 탄생했을 때 형성된 먼 원시 은하단을 연구하면 현대 은하단이 시간이 지남에 따라 어떻게 성장하고 진화했는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이러한 원시 은하단을 검색하기 위해 팀은 ODIN 조사에서 얻은 데이터를 체계적으로 분석했습니다. ODIN은 칠레 몬테 톨롤로에 있는 미주 천문대 빅터 블랑코 4미터 망원경의 암흑 에너지 카메라를 이용해 초기 우주의 은하계를 관찰하는 프로젝트다. 넓은 시야각과 5억 7천만 픽셀의 초고해상도를 갖춘 다크 에너지 카메라는 지난 3년 동안 100박 이상 밤을 이용해 남반구의 넓은 지역을 심층적으로 이미징했습니다.
팀은 빅뱅 이후 약 10억~30억년 사이에 형성된 총 150개의 원거리 원시 은하단을 확인했습니다. 그들은 은하 밀도가 비정상적으로 높은 두 개의 표적, 즉 COSMOS-z3.1-A와 COSMOS-z3.1-C에 더 초점을 맞추었습니다.
ODIN 조사는 하늘에 있는 이러한 원시 은하단의 2차원 위치를 제공했으며, 팀은 암흑 에너지 분광계의 데이터를 사용하여 이러한 원시 은하단의 3차원 이미지를 그렸습니다.
결과에 따르면 COSMOS-z3.1-A는 우주 나이가 고작 21억년이 되었을 때 탄생한 것으로 나타났습니다. 이는 지금까지 알려진 가장 초기이자 가장 먼 원시 은하단이며, 우주에서 가장 밀도가 높은 지역 중 하나이다.
또한 3차원 이미지를 통해 이러한 고대 원시 은하단은 대부분 우주 거미줄 필라멘트의 교차점에 위치한다는 것을 알 수 있습니다. 과학자들이 먼 우주에서 그러한 구조적 특징을 직접 관찰한 것은 이번이 처음입니다. 관측 결과는 우주의 대규모 규모에서 물질이 어떻게 분포되어 있는지에 대한 이론적 예측과 매우 일치합니다.
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