120억 광년 떨어진 가장 먼 원시 초은하단 발견…우주 진화 밝힌다 [지금은 우주]

천문연 등 국제 연구팀, 은하단 성장과 ‘우주 거미줄’ 연결 확인 새로 발견된 원시 초은하단에 속한 은하들. [사진=천문연][아이뉴스24 정종오 기자] 빅뱅 이후 아주 젊은 나이의 초기 원시 초은하단이 발견됐다. 이번에 발견한 원시 초은하단 ‘COSMOS-z3.1-A’의 질량은 우리은하의 약 5000배에 달한다. 지금까지 알려진 원시 초은하단 가운데 가장 멀고 무거운 것으로 나타났다. 지구로부터 약 120억 광년 떨어져 있다.한국천문연구원(원장 박장현)이 참여한 국제 공동 연구팀이 지금까지 발견된 것 가운데 가장 멀리 떨어져 있으면서 가장 무거운 원시 초은하단(proto-supercluster)​을 발견했다.원시 초은하단(proto-supercluster)은 수백 개에서 수천 개의 은하가 중력으로 묶여 있는 우주 최대 규모의 중력 결합 구조이다. 원시 초은하단은 여러 은하단이 모인 초은하단(supercluster)으로 성장하기 전 단계의 거대구조다. 우주에서 관측되는 성숙한 은하단은 초기 우주의 원시은하단(proto-cluster)에서 시작해 작은 구조들이 서로 합쳐지면서 성장한 것으로 알려져 있다. 먼 우주의 원시은하단을 관측하면 이러한 은하단의 형성과 진화 과정을 거슬러 살펴볼 수 있다.하늘색 원들은 해당 원시 초은하단(COSMOS-z3.1-A) 소속으로 최종 확인된 은하들을 나타낸다. 푸른색에서 보라색으로 이어지는 구름 형태의 등고선은 원시 초은하단 내부의 은하 밀도 분포를 시각적으로 표현한 것이다. [사진=천문연]미국 퍼듀대와 럿거스대가 공동 운영하는 대규모 탐사 프로젝트 ‘ODIN(One-hundred-deg² DECam Imaging in Narrowbands)’​의 관측자료가 활용됐다. ODIN은 칠레 세로톨로로 천문대(CTIO)의 빅터 M. 블랑코 4m 망원경에 장착된 암흑에너지카메라(DECam)를 이용해 지난 3년 동안 100일 이상 관측을 수행하며 먼 우주의 은하와 거대 구조를 탐사해왔다.지금까지 연구팀은 ODIN 탐사를 통해 약 100억~120억 광년 떨어진 150개의 원시 은하단을 찾아냈다. 이 가운데 은하가 특히 높은 밀도로 모여 있는 두 구조 ‘COSMOS-z3.1-A’와 ‘COSMOS-z3.1-C’를 선정해 집중 분석했다.ODIN 탐사관측을 통해서는 이들 원시 은하단을 구성하는 은하가 하늘의 어느 위치에 있는지 2차원 좌표를 파악할 수 있다. 이들이 실제 우주 공간에서 어떻게 분포하고...