MUSE 장비를 사용한 새로운 연구에 따르면 은하 진화에 중요한 은하풍은 우주에서 자주 발생하는 현상으로, 은하풍이 드물다는 이전 가정에 도전합니다. 어떤 경우에는 은하계가 거대한 별의 폭발로 인해 주변에 많은 양의 물질을 방출합니다. 유럽남방천문대(ESO) 초대형망원경의 MUSE 장비는 이제 그러한 "은하풍"이 드물지 않고 규칙적으로 발생한다는 사실을 처음으로 입증했습니다.
이중 피라미드 구조의 발견
프랑스 국립과학연구센터(CNRS)가 이끄는 국제 연구팀이 약 100개 은하 샘플을 연구하던 중 은하풍의 특징적인 쌍원추 구조를 발견했습니다. 그러나 이러한 구조는 특정 스펙트럼 선에서만 볼 수 있으며 매우 높은 측정 감도에서만 볼 수 있습니다. 이전에는 그러한 사례 중 소수만이 알려져 있었으며 대부분은 MUSE 장비에서도 발견되었습니다.
라이프니츠 천체물리학 포츠담 연구소(AIP) 은하 및 퀘이사 연구부서 소장이자 과학 저널 네이처(Nature) 기사의 공동 저자인 루츠 위소츠키(Lutz Wisotzki) 교수는 다음과 같이 말했습니다. "MUSE는 은하계 전체에 걸쳐 이러한 유출이 별을 형성하는 거의 모든 은하에 존재한다는 것을 보여주었습니다. 또한 새로운 결과를 통해 우리는 이러한 은하풍의 크기와 모양을 정확하게 식별할 수 있게 되었습니다. 지금까지 이는 매우 드문 극단적인 경우에만 가능했습니다."
우주의 진화에서 유출가스의 역할
유출되는 가스는 은하의 성장과 별 형성을 조절함으로써 은하의 우주 진화에 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 이론적 계산에 따르면 유출되는 가스는 은하계 평면을 위아래로 그리고 은하주변 매질 속으로 확장되는 "양극성" 모양을 취한다고 예측됩니다. "시가 은하" M82와 같은 일부 가까운 은하와 심지어 우리 은하에서도 비슷한 모양이 직접 관찰되었지만 우리는 가장 안쪽 영역만 볼 수 있으며 전체적인 그림을 그릴 수는 없습니다.
젊은 우주의 은하풍
은하 형성에 대한 우주론적 시뮬레이션은 은하 바람 현상이 젊은 우주의 초기 단계에서 더 자주 그리고 강하게 발생한다고 예측합니다. 왜냐하면 젊은 은하의 별 형성 활동이 더 높고, 초신성 폭발이 더 많아, 따라서 유출이 더 강하기 때문입니다. 이러한 유출은 은하계 주변의 은하계로부터 가스와 에너지를 운반하여 추가 별 형성에 필요한 연료를 은하계에서 빼앗는 동시에 은하계의 "고리 은하" 환경을 풍요롭게 합니다. 이러한 소위 피드백 과정은 은하의 형성과 진화를 이해하는 데 핵심 요소일 수 있지만, 현상을 탐지하기 어렵기 때문에 관찰을 통해서는 불완전하게 이해하고 있습니다.
MUSE의 새로운 통찰력
MUSE 장비를 사용한 새로운 연구는 이제 은하 가스가 30,000광년 이상의 거리에서 은하 주위를 흐르고 있음을 직접적으로 보여줍니다. 관측 가능한 신호는 시선에 따른 은하의 방향에 따라 크게 달라집니다. 은하를 측면에서 보면 은하 평면 위와 아래에 강한 복사가 있는 반면, 은하를 "위" 또는 "아래"에서 보면 신호가 더 약하고 고르게 분포됩니다. 이러한 관찰은 이전에 이론적으로 예측되었던 은하 평면에 수직인 양극 유출 형태를 인상적으로 확증해 줍니다.
참고: "적색편이 z≒1일 때 거대 은하의 양극 유출이 10kpc에 도달합니다.", 저자: Yucheng Guo, Roland Bacon, Nicolas F. Bouché, Lutz Wisotzki, Joop Schaye, Jérémy Blaizot, Anne Verhamme, Sebastiano Cantalupo, Leindert A. Boogaard, JarleJ .J.J. Boogaard, Jarle Brinchmann, Maxime Cherrey, Haruka Kusakabe, Ivanna Langan, Floriane Leclercq, Jorryt Matthee, Léo Michel-Dansac, Ilane Schroetter 및 Martin Wendt, 2023년 12월 6일, Nature.
DOI:10.1038/s41586-023-06718-w
컴파일된 소스: ScitechDaily