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별이 가장 활발하게 만들어질 시기에 ‘죽어버린’ 은하가 발견됐다.

미국항공우주국(NASA·나사)은 22일(현지시간) 미국 매사추세츠 앰허스트대학교 연구진이 활동을 멈춘 거대 은하 6개를 발견했다고 밝혔다. 허블 우주망원경과 칠레천문대 ALMA(the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) 망원경이 연구에 쓰였다. 해당 연구 결과가 담긴 논문은 세계적 과학저널인 네이처지에 게재됐다.

이 은하들은 가장 많은 별(항성)이 탄생한 우주 초기에 별(항성)을 만드는데 필요한 연료(수소)를 모두 소진했다. 우주는 현재 나이의 20%에 불과한 우주탄생 후 30억년에 접어들었을 때 가장 많은 별이 탄생했다. 별은 수소 구름(성운)이 중력으로 뭉쳐져 탄생한다.

연구진은 이번에 발견한 초기 거대 은하 6개가 연료가 없어 ‘텅 빈 상태’로 움직이는 상태라고 설명했다. 연료가 고갈된 은하는 종종 관측되곤 한다. 그러나 이번에 발견된 6개의 은하는 우주에서 별이 가장 활발하게 만들어진 시기에 연료를 모두 소진해 이례적으로 받아들여지고 있다. 연구진은 또 이번에 발견된 죽은 은하들이 주변의 은하와 병합해 다시 별을 형성하는 식으로 ‘되살아난’ 일도 없어 보인다고 추측했다. 

케이트 휘태커 매사추세츠 앰허스트대 천문학 조교수(논문 1저자)는 “해당 시점의 우주는 별 형성의 절정기”라며 “모든 은하는 별을 만들고 있어야 한다”고 설명했다.

연구진은 다만 이번에 발견한 은하들이 별의 탄생에 필요한 연료를 빠르게 소진한 원인은 밝혀내지 못했다. 연구진은 은하 중심에 있는 블랙홀의 영향일 수 있다고 추측했으나 정확한 원인은 아닐 수 있다고 전했다. 크리스티나 윌리엄스 미국 애리조나대학교 천문학 조교수(공동 저자)는 “우주 초기 일부 은하들이 별 형성을 멈췄는지는 수수께끼”라며 “죽은 은하는 근본적으로 연료가 남아있지 않은 상태”라고 말했다.

나사는 연구진이 허블과 ALMA 망원경을 조화롭게 사용해 은하에서 별이 형성되는 과정을 살필 수 있었다고 전했다. 연구진은 두 망원경과 중력 렌즈(천체가 근처 시공간을 휘게 하여 렌즈와 같은 역할을 하는 현상) 등을 통해 이번 은하를 관찰했다. 

어떻게 된 걸까...