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가장 질량이 큰 성단일수록 가스 껍질을 가장 빨리 벗어내고 은하를 가장 먼저 밝히기 시작

가스와 먼지에서 탄생한 별들

제임스웹 우주 망원경이 촬영한 새로운 이미지는 성단 형성의 여러 단계를 보여준다. 이를 통해 연구자들은 별들이 "탄생 구름"에 둘러싸여 있는 초기 별 형성 단계를 더 잘 이해할 수 있게 되었다. 

▲ 사냥개자리 방향에 있는 은하 M 51의 나선팔 중 하나의 길쭉한 부분이다. 붉은색 영역은 별이 형성되는 가스와 먼지다. 흰색 점들은 밝은 성단을 나타낸다. © ESA/Webb, NASA & CSA, A. Pedrini, A. Adamo (스톡홀름 대학교) 및 FEAST JWST 팀

이 이미지는 나선 은하 메시에 51(M 51)을 제임스웹 우주 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영한 것이다. 약 2천7백만 광년 떨어진 이 은하에서는 붉은색과 주황색으로 보이는 밀집된 별 형성 가스 덩어리들을 볼 수 있다. 이 가스 덩어리 안에는 은하 나선 전체에 흩어져 있는 매우 밝은 거대 별들의 성단이 있다. 이들 중 상당수는 먼지구름에 가려져 있었지만, 적외선 덕분에 관측할 수 있었다.

스톡홀름 대학교의 안젤라 아다모(Angela Adamo)가 이끄는 국제 연구팀은 제임스웹 우주 망원경의 데이터와 허블 우주 망원경의 데이터를 결합해 별 형성 과정을 더 잘 이해할 수 있게 되었다. 별은 가스와 먼지구름이 중력의 영향으로 붕괴될 때 형성된다. 이러한 붕괴하는 성운은 강력한 항성풍, 강렬한 자외선 복사, 그리고 질량이 큰 별들의 폭발로 인해 소멸될 때까지 점점 더 많은 별을 생성한다. 이 과정은 별 형성을 멈추게 하고, 이 별들에서 나오는 빛은 은하의 다른 영역에 있는 가스 구름과 별 형성에 영향을 미칠 수 있다. "항성 피드백"이라고 불리는 이 과정은 대부분 가스가 별이 되지 않도록 한다.

연구진은 FEAST(#1783) 관측 프로그램에서 얻은 네 개의 인근 은하 이미지를 분석했다. 그들은 다양한 발달 단계에 있는 약 9천 개의 성단을 식별했다. 여기에는 탄생 구름에서 막 나오는 어린 성단, 가스를 부분적으로 방출한 성단, 그리고 완전히 노출된 성단이 포함된다. 연구 결과는 가장 질량이 큰 성단일수록 가스 껍질을 가장 빨리 벗어내고 은하를 가장 먼저 밝히기 시작한다는 것을 보여준다.

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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