은하수 크기의 몇 배나 되는 먼 은하계를 관찰하면 이 초기 별들의 바다에서 놀라운 정지 상태가 드러납니다. 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스가 이끄는 국제팀은 제임스 웹 우주망원경이 수집한 분광학 데이터를 사용하여 빅뱅 이후 약 18억년 후에 세 개의 먼 은하계에서 물질의 상대 운동과 분포를 측정했습니다. 은하 중 하나는 예상대로 분명히 회전하고 있었고 다른 하나는 "약간 혼란스러운" 것으로 묘사되었습니다. 그러나 천문학자들의 관심을 실제로 사로잡은 것은 세 번째 은하였습니다.
이전 천체 조사에서 발견된 은하 XMM-VID1-2075는 그 거대한 크기와 새로운 별 생성이 중단되었으며 놀랍게도 회전이 거의 없다는 사실 때문에 주목을 받았습니다.
가까운 우주에서 영겁의 충돌로 인해 회전을 멈춘 거대한 은하계를 발견하는 것은 드문 일이 아니지만, XMM-VID1-2075가 관찰되었을 때 우주의 나이는 약 20억 년에 불과했기 때문에 어떤 힘이 우주의 회전을 방해했을지에 대한 의문이 제기되었습니다. "이러한 유형의 작업은 가까운 은하에서 더 가깝고 더 크기 때문에 많이 이루어졌습니다. 따라서 이러한 유형의 연구는 지상에서 수행될 수 있지만 적색편이가 높은 은하의 경우 하늘에서 훨씬 더 작게 나타나기 때문에 매우 어렵습니다."라고 연구 책임자인 Ben Forrest가 말했습니다.
신생 은하들은 일반적으로 먼지와 가스 구름 속의 물질이 안쪽으로 떨어지면서 회전을 시작하고, 물질이 밀도가 높은 핵 주위를 소용돌이치면서 각운동량을 전달합니다. 시간이 지남에 따라 다른 은하계와의 일련의 충돌 및 합병으로 인해 별이 임의의 방향으로 날아갈 수 있으며 잠재적으로 이 우주 소용돌이에 브레이크가 걸릴 수 있습니다. 그러나 시간은 중요한 요소입니다. 구멍이 가득하고 천천히 회전하는 많은 은하가 비교적 가까운 곳에서 발견되었지만, 천문학자들은 그러한 물체를 그렇게 멀리서 찾을 것이라고는 결코 예상하지 못했습니다. 포레스트는 “초기 우주에서 회전하지 않는 은하의 수가 매우 적을 것으로 예측하는 시뮬레이션이 있지만 이는 매우 드물 것으로 예상된다”고 말했다.
한 가지 가능성은 역회전하는 이웃 은하와의 우연한 충돌입니다. 두 은하가 반대 방향으로 회전하면 모든 회전이 취소됩니다. XMM-VID1-2075의 광 분포도 이러한 해석을 뒷받침합니다. 포레스트는 "이 특정 은하의 경우 측면에서 빛이 너무 많이 과잉된 것을 볼 수 있다. 이는 다른 물체가 시스템에 들어와 상호 작용하여 시스템의 동적 특성을 변경했을 수 있음을 시사한다"고 말했다.
이것은 제임스 웹 망원경이 "불가능할 정도로 거대한" 은하부터 "불가능할 정도로 성숙한" 은하에 이르기까지 초기 우주에 대한 우리의 이해에 도전하는 또 다른 방법입니다. 고대 물체에 대한 목록이 계속 확장됨에 따라 우주의 기원을 설명하는 모델은 어지러울 것이 거의 확실한 방식으로 미세 조정될 것입니다.
이 연구는 Nature Astronomy 저널에 게재되었습니다.