은하수의 초기 구성 요소 중 두 가지를 확인

 

천문학자들이 은하수의 초기 구성 요소로 추정되는 두 개의 은하를 발견했습니다: "샤크티"와 "시바"로 명명된 이 두 은하는 120억~130억 년 전에 우리 은하의 초기 버전과 합쳐져 우리 은하의 초기 성장에 기여한 두 은하의 잔해로 보입니다. 이 새로운 발견은 고고학자들이 현재의 큰 도시로 성장한 초기 정착지의 흔적을 찾아낸 것과 같은 천문학적 성과입니다. 이를 위해서는 ESA의 가이아 미션에서 얻은 약 600만 개의 별에 대한 데이터와 SDSS 조사에서 얻은 측정값을 결합해야 했습니다. 그 결과는 천체물리학 저널에 발표되었습니다.

 

우리 은하인 은하수의 초기 역사는 작은 은하들이 합쳐져 상당히 큰 구성 요소를 만든 것입니다. 이제 막스 플랑크 천문학 연구소의 캬티 말한과 한스-발터 릭스는 우주에서 은하가 형성되기 시작한 120억~130억 년 전, 우리 은하의 초기 버전과 합쳐진 원시 은하 조각, 즉 오늘날에도 여전히 인식될 수 있는 가장 초기의 빌딩 블록 두 개를 식별하는 데 성공했습니다. 천문학자들이 샤크티와 시바라고 이름 붙인 이 구성 요소는 ESA의 천체 관측 위성 가이아의 데이터와 SDSS 조사 데이터를 결합하여 확인되었습니다. 천문학자들에게 이 결과는 현재의 대도시로 성장한 초기 정착지의 흔적을 발견한 것과 같습니다.

 

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AI 생성 이미지

 

 

다른 은하계에서 온 별의 기원을 추적하기

 

은하가 충돌하고 합쳐질 때 여러 과정이 동시에 일어납니다. 각 은하는 자체 수소 가스 저장고를 가지고 있습니다. 충돌하면 이러한 수소 가스 구름이 불안정해지고 그 안에 수많은 새로운 별이 형성됩니다. 물론, 들어오는 은하들도 이미 자체 별을 가지고 있으며, 은하가 합쳐지면 은하들의 별들이 섞이게 됩니다. 장기적으로 이러한 "합병된 별"은 새로 형성된 합병 은하의 별 개체군 중 일부를 차지하게 될 것입니다. 합병이 완료되면 어떤 별이 어떤 선행 은하에서 왔는지 식별하는 것이 절망적으로 보일 수 있습니다. 그러나 사실 별의 조상을 추적할 수 있는 몇 가지 방법은 존재합니다.

 

기초 물리학에서 도움을 받을 수 있습니다. 은하가 충돌하여 별들이 섞일 때, 대부분의 별은 매우 기본적인 특성을 유지하는데, 이는 별이 시작된 은하의 속도와 방향과 직접적으로 연관되어 있습니다. 같은 합병 전 은하에서 온 별들은 에너지와 물리학자들이 각운동량(궤도 운동 또는 회전과 관련된 운동량)에 대해 비슷한 값을 공유합니다. 은하의 중력장 안에서 움직이는 별의 경우 에너지와 각운동량은 모두 보존되어 시간이 지나도 동일하게 유지됩니다. 에너지와 각운동량이 비슷하고 특이한 값을 가진 큰 별 그룹을 찾으면 합병 잔해를 발견할 가능성이 있습니다.

 

추가 포인터가 식별에 도움이 될 수 있습니다. 최근에 형성된 별은 오래 전에 형성된 별보다 천문학자들이 "금속"이라고 부르는 무거운 원소를 더 많이 포함하고 있습니다. 금속 함량("금속성")이 낮을수록 별이 더 일찍 형성되었을 것으로 추정됩니다. 130억 년 전에 이미 존재했던 별을 식별하려고 할 때는 금속 함량이 매우 낮은("금속 부족") 별을 찾아야 합니다.

 

 

 

대규모 데이터 집합의 가상 발굴

 

우리 은하수에 합류한 별들이 다른 은하계의 일부임을 확인하는 것은 비교적 최근에야 가능해졌습니다. 이를 위해서는 대규모의 고품질 데이터 세트가 필요하며, 분석에는 검색된 물체의 종류를 식별하기 위해 데이터를 현명한 방식으로 선별하는 작업이 포함됩니다. 이런 종류의 데이터 세트는 불과 몇 년 동안만 사용할 수 있었습니다. ESA의 천체 관측 위성인 가이아는 이러한 종류의 빅데이터 은하 고고학에 이상적인 데이터 세트를 제공합니다. 2013년에 발사된 이 위성은 지난 10년간 점점 더 정확한 데이터 세트를 생성했으며, 현재 우리 은하계 내 약 15억 개의 별에 대한 위치, 위치 변화 및 거리를 포함하고 있습니다.

 

가이아 데이터는 우리 은하의 별 역학 연구에 혁명을 일으켰으며, 이전에는 알려지지 않았던 하부 구조를 이미 발견했습니다. 여기에는 우리 은하가 80억 년에서 110억 년 전에 겪은 가장 최근의 대규모 합병의 잔재라고 불리는 가이아 엔셀라두스/소시지 스트림이 포함됩니다. 또한 2022년에 확인된 두 개의 구조, 즉 말한과 동료들이 확인한 폰투스 스트림과 릭스와 동료들이 확인한 은하수의 "가난한 오래된 심장"도 포함됩니다. 후자는 원시 은하를 만든 초기 합병 과정에서 새로 형성된 별들의 집단으로, 우리 은하 중앙 지역에 계속 존재하고 있습니다.

 

 

 

샤크티와 시바의 흔적

 

말한과 릭스는 이번 연구를 위해 가이아 데이터와 슬론 디지털 스카이 서베이(DR17)의 상세한 항성 스펙트럼을 결합해 사용했습니다. 후자는 별의 화학 성분에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 말한은 "우리는 금속이 부족한 별의 특정 범위에서 별들이 에너지와 각운동량의 두 가지 특정 조합을 중심으로 모여 있는 것을 관찰했습니다."라고 말합니다.

 

이 도표에서도 볼 수 있었던 "가난한 늙은 심장"과는 대조적으로, 같은 생각을 가진 두 별 그룹은 상대적으로 큰 각운동량을 가지고 있었는데, 이는 은하와 합쳐진 별도의 은하에 속했던 별들의 그룹과 일치했습니다. 말한은 이 두 구조를 샤크티와 시바라고 명명했는데, 후자는 힌두교의 주요 신 중 하나이며 전자는 종종 시바의 배우자로 묘사되는 여성 우주의 힘입니다.

 

그들의 에너지와 각 운동량 값과 "가난한 늙은 심장"과 동등한 수준의 전반적인 낮은 금속성으로 인해 Shakti와 Shiva는 우리 은하의 초기 조상 중 일부로 좋은 후보가됩니다. 릭스는 "샤크티와 시바는 우리 은하의 '불쌍한 늙은 심장'에 처음 추가되어 큰 은하로 성장하기 시작한 두 개가 될 수 있습니다."라고 말합니다.

 

이미 진행 중이거나 향후 몇 년 동안 시작될 여러 조사는 스펙트럼(SDSS-V, 4MOST)과 정확한 거리(LSST/루빈 천문대) 등 관련 추가 데이터를 통해 천문학자들이 샤크티와 시바가 실제로 우리 은하의 초기 선사 시대를 엿볼 수 있는지 여부에 대한 확고한 결정을 내릴 수 있게 해줄 것입니다.

 

 

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요약

 

천문학자들이 은하수의 초기 구성 요소로 추정되는 두 개의 은하를 발견했습니다. '샤크티'와 '시바'로 명명된 이 은하들은 120억~130억 년 전에 우리 은하의 초기 버전과 합쳐진 두 은하의 잔해로 보이며, 우리 은하의 초기 성장에 기여한 것으로 보입니다. 이 새로운 발견은 고고학자들이 현재의 큰 도시로 성장한 초기 정착지의 흔적을 찾아낸 것과 같은 천문학적 성과입니다.

 

 

 

 

출처. https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240321155515.htm