밤하늘에서 볼 수 있는 모든 별은 우리 은하계 안에 있습니다.
가장 강력한 망원경으로도 정상적인 조건에서 개별 별은 가장 가까운 은하계 이웃에서만 직접 감지할 수 있습니다. 일반적으로 멀리 있는 은하는 수십억 개의 별이 섞인 빛으로 보입니다.
그러나 중력 렌즈 현상으로 알려진 놀라운 자연 현상 덕분에 Niels Bohr Institute와 DTU Space의 천문학자들은 그럼에도 불구하고 전체 은하를 탐지하는 것조차 어려운 거리에서 별을 탐지할 수 있었습니다.
아인슈타인의 상대성 이론에 의해 예측된 경이로움 중에는 공간 자체를 구부리는 질량의 능력이 있습니다.
빛이 거대한 물체 근처를 지나갈 때 그 경로는 곡선 공간을 따라 방향을 바꿉니다. 거대한 물체가 우리와 먼 배경 광원 사이에 있으면 물체가 렌즈처럼 빛을 편향시키고 초점을 맞춰 강도를 높일 수 있습니다.
몇 배 확대된 은하는 일반적으로 이 방법을 사용하여 감지됩니다. 그러나 놀라운 우주적 우연의 일치로, WHL0137-08이라는 성단의 은하들이 한 별의 빛을 우리에게 집중시켜 수천 배 확대하는 방식으로 정렬되었습니다.
이 중력 렌즈와 허블 우주 망원경에 대한 9시간 노출의 조합으로 국제 천문학 팀이 별을 발견할 수 있었습니다.
천문학자들은 샛별 또는 떠오르는 빛을 뜻하는 고대 영어 단어에서 별을 Earendel이라고 명명했습니다. 그들은 그 별이 우리 태양보다 적어도 50배 더 무겁고 아마도 500배 또는 수백만 배 더 밝다고 계산했습니다.
에아렌델 관측은 그 자체로 놀라운 성취일 뿐만 아니라 초기 우주를 탐험할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다.
우리가 우주를 들여다볼 때 우리는 시간을 되돌아보기도 하기 때문에 이러한 초고해상도 관측을 통해 최초의 일부 은하의 구성 요소를 이해할 수 있다고 천문학자들은 설명합니다.
우리가 에아렌델에서 보는 빛이 방출되었을 때 우주의 나이는 10억 년 미만으로 현재 나이의 6%에 불과했습니다. 당시 이 별은 원시광 경로에서 40억 광년 떨어져 있었지만 거의 130억 년 동안 빛이 우리에게 도달하는 데 시간이 걸렸고 우주는 팽창하여 지금은 무려 280억 광년 떨어져 있습니다. .
이전 기록 보유자인 청색 초거성 이카루스는 에아렌델보다 거의 40억 광년 가까이 떨어져 있습니다. 그러나 이 숫자는 약간 혼란스러울 수 있습니다. 에아렌델까지의 거리는 129억 광년이고 이카루스까지 90억 광년은 오늘날을 기준점으로 하여 회고 시간으로 측정됩니다. 따라서 에아렌델의 빛이 여기 지구에서 우리에게 도달하는 데 129억 년이 걸렸지만 그 시간에 우주의 팽창은 별이 이제 엄청난 280억 광년 떨어져 있다는 것을 의미합니다. 적어도 그랬습니다. Earendel은 아마도 오래 전에 죽었을 것입니다.
이 보편적 확장의 속도는 그러한 놀라운 거리를 측정하는 데 사용되는 도구 중 하나입니다. 빛이 공간을 통해 이동함에 따라 팽창하는 우주는 파장을 확장하여 스펙트럼의 빨간색 끝쪽으로 파장을 이동시킵니다. 이 적색편이를 계산하면 소스가 얼마나 멀리 떨어져 있는지 알 수 있습니다. 적색편이 숫자가 클수록 거리가 더 멀어집니다. 이 경우 Earendel의 적색편이는 6.2로 Icarus의 적색편이가 1.5에 불과한 것과 비교하면 절대적으로 큽니다.
이전 기록은 우주의 구조가 이미 형성되고 진화한 현재 나이의 약 1/3일 때 본 별입니다.
Earendel의 밝기를 측정하기 위해 천문학자들은 중력 렌즈의 물리적 모델을 만들었습니다. 광원의 정확한 특성은 모델에 따라 다르지만, 천문학자들이 작은 점이 실제로는 하나의 별이라고 확신하는 경우 부분적으로는 많은 다른 모델이 대략적으로 같은 답을 제시하기 때문입니다.
그러나 Earendel은 원칙적으로 하나의 별이 아니라 서로 매우 가까이 위치한 여러 별일 수 있습니다. 이것이 사실인지 테스트하기 위해 천문학자 팀은 최근에 출시된 제임스 웹 우주 망원경으로 별을 관찰할 수 있도록 신청하고 승인을 받았습니다.
James Webb를 통해 우리는 Earendel이 실제로 하나의 별임을 확인할 수 있으며 동시에 이 별의 유형을 정량화할 수 있다고 과학자들은 말합니다.
Webb는 화학 성분을 측정할 수도 있습니다. 잠재적으로, Earendel은 우주에서 초기 세대의 별에 대한 최초의 알려진 예일 수 있습니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.
2022-03-31 13:36:49
작가: Vitalii Babkin