Webb 및 Gaia 임무가 은하 형성에 대한 새로운 관점을 제공하는 방법

은하 고고학의 획기적인 발전을 통해 천문학자들은 더 자세한 정보를 사용하여 우리 은하의 기원을 추적하고 우주 초기 단계에서 다른 은하가 어떻게 형성되었는지 알아보고 있습니다. 천문학자들은 Gaia 및 James Webb과 같은 강력한 우주 망원경을 사용하여 시간을 거슬러 올라가 가장 오래된 별과 은하계를 엿볼 수 있습니다. 우리 은하계 내 별의 위치와 운동에 관한 가이아의 데이터와 우주가 아직 젊었을 때 형성된 초기 은하에 대한 웹의 관찰 사이에서 천문학자들은 은하들이 어떻게 결합하는지 배우고 있으며 초기 우주가 훨씬 더 혼잡했고, 이전에 상상했던 것보다 밝습니다.

은하수의 가장 오래된 조각

최근 논문에서 연구자들은 가이아 우주 망원경을 사용하여 확인했습니다. 별의 두 흐름샤크티(Shakti)와 시바(Shiva)라는 이름의 이 별들은 각각 태양의 총 질량이 약 천만 개에 달하며, 약 120억년 전에 은하계에 합쳐진 것으로 생각됩니다.

이러한 흐름은 은하수가 원반이나 나선형 팔과 같은 특징을 가지기 전부터 존재해 왔으며, 연구자들은 이것이 진화하면서 은하계의 가장 오래된 구성 요소 중 하나일 수 있다고 믿고 있습니다.

막스플랑크 천문학연구소(MPIA)의 수석 연구원인 카야티 말한(Khayati Malhan)은 “흥미로운 점은 고대부터 이러한 구조를 탐지할 수 있다는 것”이라고 말했습니다. 중력의 힘, 그리고 그들은 기본적으로 원시 은하수를 형성했습니다.

이것은 우주가 아직 젊었을 때 일어났으며, 최초의 은하계는 약 130억년 전에 형성되었습니다. 이러한 별 그룹이 은하수를 형성하기 위해 함께 모였을 때, 그들이 합류한 그룹을 은하라고 부를 수 있는지에 대한 논쟁이 있었습니다. 특정 질량의 별이 함께 유지되기 위해서는 광범위한 중력 요구 사항이 있지만, 언제 별 무리가 은하의 시작이라고 부를 수 있는지에 대한 정확한 정의는 없습니다.

“도시는 언제 도시가 되나요?” MPIA의 공동 저자인 Hans-Walter Rex는 말했습니다. “그래서 은하계가 형성되는 시대가 없었습니다. 그것은 연속적인 과정이었습니다.”

테스트 케이스로서의 은하수

은하 형성에 대해 알아야 할 것이 너무 많기 때문에 우리 은하계를 테스트 사례로 시작하는 것이 합리적입니다. 은하수는 “매우 평균적인 은하”라고 Rex는 말했습니다. 우주의 나머지 부분과 비교할 때, “별의 절반은 더 큰 은하계에 살고, 별의 절반은 더 작은 은하계에 산다.”

은하수를 유용하게 만드는 이유는 우리가 은하수에 고유하게 접근할 수 있어 그 안에 있는 개별 별을 볼 수 있다는 것입니다. 이는 연구자들이 비슷한 나이와 더 무거운 원소의 수준에서 유래한 것으로 보이는 큰 별 무리를 식별할 수 있음을 의미합니다. 이러한 각 클러스터를 살펴보면 은하계가 어떻게 구성되어 있는지 추적할 수 있습니다.

별이 은하계로 들어가는 방법은 크게 두 가지가 있습니다. 첫 번째는 기존 은하계 내에 거대한 가스 구름이 분산되어 있고, 이 가스가 응결되어 그 안에 별이 형성되는 것입니다. 대안으로, 위성 은하에서 형성되는 별들은 모은하로 끌어당겨질 수도 있습니다.

오늘날 우리는 대부분 가스 구름 내부에서 별이 형성되는 것을 볼 수 있으며, 오늘날 우리가 보는 별의 약 90%가 이런 방식으로 형성됩니다. 그러나 초기 우주에서는 위성 강착 옵션이 훨씬 더 중요했습니다. 이 시기의 대부분의 별은 덩어리로 형성되어 초기 은하수로 끌려간 것으로 생각되기 때문입니다.

은하수의 역사를 이해하기 위해 천문학자들은 이러한 별 무리의 기원을 추적하고 무엇이 그들을 오늘날 우리가 알고 있는 은하계로 끌어당겼는지 알아내야 합니다. “가장 큰 목표 중 하나는 이러한 조각의 초기 강착 이벤트를 함께 재구성할 수 있다는 것입니다.”라고 Rex는 말했습니다.

연구자들은 가이아 데이터를 사용하여 은하 중심을 향해 위치한 비슷한 궤도를 가진 별 그룹을 선택할 수 있었습니다. 지구와 은하 중심의 대략 중간쯤에 위치하며, 은하 중심을 중심으로 회전하는 두꺼운 벽의 원환체 형태로 존재한다.

연구자들은 그들이 발견한 두 개의 별 흐름이 위성 강착 단계에서 흡수된 은하수의 마지막 부분 중 일부였으며, 이후 은하 내 별 형성이 은하에 합류하는 별들의 주요 동인이 되었다고 의심합니다. Rex는 “Shakti와 Shiva가 초기 단계에서 마지막 단계였던 것 같습니다. 대부분의 부분이 합쳐진 것 같습니다.”라고 말했습니다.