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천문학자들이 우리 은하 외곽의 낮은 중원소 함량 지역에서 형성되고 있는 어린 별인 원시별이 분출하는 물질 '원시별 제트(protostellar jets)'를 직접 관측하는 데 처음으로 성공했다. 중원소 함량이 낮은 지역은 수소와 헬륨만 많아 초기 우주와 환경이 유사하다. 이번 발견은 별의 탄생을 조절하는 스마트론대출 물리학적 원리가 은하계 전역에서 보편적으로 적용된다는 것을 보여준다.
시모니시 타카시 일본 니가타대 이학·기술과학연구과 교수팀은 ‘아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 간섭계’(ALMA)를 이용해 은하 외곽의 원시별 'Sh 2-283-1a SMM1'에서 제트와 분출류를 최초로 관측하고 분석결과를 4일(현지시간) 국제학술지 '천체물리학 저널( 지불 The Astrophysical Journal)'에 공개했다.
연구팀은 태양으로부터 약 2만6000광년, 은하 중심부로부터는 5만 1000광년 떨어진 원시별 Sh 2-283-1a SMM1에 초점을 맞췄다. 이 원시별과 주변 지역은 우리 태양 주변에 비해 무거운 원소의 양이 3분의 1 수준에 불과해 초기 은하와 유사한 '자연 실험실' 역할을 아이폰재무계산기 한다.
ALMA의 정밀 관측 결과 이 원시별은 중심에서 초고속 원시별 제트를 900~4000년 주기로 양방향으로 뿜어냈다. 불규칙한 제트 분출은 별이 자라는 데 꼭 필요한 과정으로, 별이 원반에서 물질을 빨아들이는 동시에 남는 질량과 회전 에너지를 밖으로 내보내 안정적으로 성장할 수 있게 한다.
지금까지 이런 현상은 은 주택대출이자 하 중심부 근처에서만 관측됐다. 연구팀은 "이번 발견은 별의 탄생 과정이 은하계 전체에 걸쳐 보편적으로 나타남을 입증하는 중요한 증거"라고 말했다. 별이 태어나는 물리학적 원리는 어디서나 같았지만, 화학적 환경은 위치에 따라 달랐다. 원시별 제트의 화학 성분을 분석한 결과 은하 안쪽과 달리 은하 외곽에서는 일산화규소와 일산화탄소의 비율이 낮았다. 분자 저금리대출 구름이나 주변 물질과 충돌하면서 일어나는 화학 반응이나 먼지의 조성이 은하 외곽에서는 다르게 전개되는 셈이다.
연구팀은 "이번에 관측한 원시별과 주변 지역에서는 복잡한 유기 분자도 발견됐다"며 "이번 연구는 우주 생성 초기에 일어났던 별 형성 과정을 엿볼 수 있는 중요한 단서"라고 말했다.
<참고 자료> - doi.org/10.3847/1538-4357/ade235
[정지영 기자 jjy2011@donga.com]
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