태양보다 20억 배나 무거운 "괴물"이 우주 탄생 초기에 나타났다.

(NLĐO) - 제임스 웹 우주망원경 데이터에서 예상치 못하게 발견된 "괴물" PJ308-21은 오랫동안 유지되어 온 우주론 이론을 뒤집어 놓았습니다.

"거대한" 퀘이사 PJ308-21에서 뿜어져 나오는 찬란한 빛은 138억 년 전 우주를 탄생시킨 빅뱅 이후 10억 년도 채 되지 않은 영역에서 "시간을 거슬러" 왔습니다.

빅뱅 후 10억 년이 지난 시기는 "우주의 여명"으로 알려져 있으며, 오랜 우주론 이론에 따르면 이 시기는 혼돈 속에서 막 출현한 작고 원시적인 은하와 블랙홀로 이루어진 단조로운 우주 공간이라고 합니다.

하지만 태양보다 20억 배나 무거운 PJ308-21 때문에 그 시간표는 틀어지게 되었습니다.

두 개의 작은 은하가 합쳐지려는 퀘이사의 모습을 그린 그림 - 이미지 제공: AI: ANH THƯ

퀘이사는 사실 블랙홀이 변장한 모습입니다. 물질을 맹렬하게 삼키는 과정에 있기 때문에 하늘에서 별처럼 밝게 보이는 것입니다.

세계에서 가장 강력한 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경이 촬영한 PJ308-21의 이미지는 현재의 모습이 아닙니다. 빛이 지구까지 이동하는 데 걸리는 거리만큼 시간차가 발생하기 때문입니다.

이 경우 제임스 웹 우주망원경은 수십억 년 후의 미래를 내다볼 수 있었고, 그 결과 수십억 년 전 이 물체가 존재했던 상태와 위치 그대로의 모습을 온전히 포착할 수 있었습니다.

PJ308-21에 대해 망원경으로 포착된 순간, 이 퀘이사는 모은하와 두 개의 위성 은하가 합쳐지면서 계속해서 성장하고 있었습니다.

제임스 웹 우주망원경 데이터 세트에 있는 고대 퀘이사 이미지 - 사진: NASA

두 은하의 병합은 거대한 블랙홀인 이 퀘이사에게 막대한 양의 가스와 먼지를 제공했을 가능성이 높으며, 이는 블랙홀이 성장하고 PJ308-21에 지속적으로 에너지를 공급할 수 있는 조건을 만들어냈습니다.

더욱 놀라운 것은 퀘이사 자체와 퀘이사의 모은하와 합쳐지려던 두 은하 모두 이미 고도로 진화한 단계에 있었다는 점입니다. 이는 우주가 아직 "초기" 단계에 있을 때가 아니라 수십억 년 후에나 일어날 법한 일입니다.

이탈리아 국립 천체물리학 연구소(INAF)의 로베르토 데카를리 박사(이번 논문의 주저자)에 따르면, 이 천체들은 형성 당시의 풍부한 은하 환경 덕분에 여전히 매우 효율적이고 혼란스러운 진화를 겪고 있다고 합니다.

PJ308-21은 금속이 풍부하며, 주변의 가스와 먼지는 "광이온화" 과정을 겪고 있습니다. 광이온화는 광자가 전자가 원자에서 탈출하는 데 필요한 에너지를 제공하여 대전된 이온을 생성하는 과정입니다.

주은하 PJ308-21과 합쳐지는 은하 중 하나도 금속이 풍부하며, 그 물질은 퀘이사에서 나오는 전자기 복사에 의해 부분적으로 이온화되고 있습니다.

두 번째 위성 은하에서도 광이온화 현상이 일어나고 있지만, 이는 급격한 별 형성 폭발에 의해 촉발되고 있습니다.

위에서 언급한 모든 관측 결과와 더불어 우주 탄생 초기 수십억 년 동안 예상되었던 것보다 훨씬 큰 은하나 블랙홀의 존재를 시사하는 다른 유사한 증거들은 인류가 우주 탄생의 역사를 다시 써야 할지도 모른다는 명백한 증거입니다.

우리가 오랫동안 믿어왔던 것처럼 우주는 원시적인 세계가 아니었을지도 모릅니다. 우주에서는 한때 모든 물체가 오늘날보다 훨씬 빠른 속도로 진화했을 가능성이 있습니다. 또한 우주는 일정한 속도로 팽창한 것이 아니라, 지구상의 생명체가 진화해 온 방식처럼 기복이 심하고 복잡한 방식으로 팽창했을지도 모릅니다.

출처: https://nld.com.vn/quai-vat-nang-gap-2-ti-mat-troi-hien-ve-tu-noi-vu-tru-bat-dau-196240715083730999.htm