제임스 웹 망원경들이 계속해서 우주 여행의 비밀을 밝혀내고 있습니다.
만약 별자리에 대한 깊은 관심이 없다면, 우주의 시작부터 형성된 첫 별들에 대해 생각해본 적이 없을 겁니다. 하지만 이 글을 읽게 되면, 그 궁금증이 자연스럽게 생길 것입니다. 첫 별들은 어떻게 탄생했으며, 그 구성 요소는 무엇이었을까요?
대부분의 우주 속 금속은 사라진 별들의 폭발로부터 비롯된 것으로 알려져 있습니다. 그렇기 때문에 과학자들은 최초의 별들이 빅뱅으로부터 비롯된 기본적인 원소인 수소와 헬륨으로 이루어져 있을 것으로 추정해왔습니다.
실제로 순수한 형태의 이러한 별들을 관측한 사람은 아직까지 없습니다. 그러나 제임스 웹 우주 망원경을 포함한 국제 협력 프로젝트를 통해 연구팀이 중대한 발견을 할 수도 있다는 기대가 모아지고 있습니다.
우주의 첫 번째 별을 관찰할 수 있었을까? 제임스 웹 망원경
과연 우리는 우주 초기의 별들을 관측할 수 있었을까요? 우주가 약 4억 3천만 년밖에 되지 않았던 시절에 존재했던 은하 GN-z11을 연구하는 도중, 연구진은 우주를 둘러싼 헤일로 내에서 헬륨 덩어리를 발견했습니다.
이 발견은 천문학 및 천체물리학 분야에서 매우 중요한 이정표가 될 수 있는 새로운 연구 결과입니다. 과학자들은 이론상 초기 우주의 대규모 은하 주변에서 이러한 가스 덩어리들을 발견할 것으로 기대했습니다. 이 가스 덩어리들이 집결하여 이른바 포블라시온 III 성단을 형성할 수 있다는 가설이 있습니다.
포블라시온 III 별들은 이론상 헬륨보다 무거운 원소를 포함하지 않는 초기 우주에서 형성된 별들입니다. 이 별들은 매우 크고 밝으며 뜨거운 것으로 추정됩니다.
1940년대에 별들이 금속이 풍부한 그룹과 금속이 부족한 그룹으로 분류되었기 때문에 포블라시온 III 별이라는 명칭이 붙었습니다. 하지만, 심지어 금속이 부족한 그룹조차도 빅뱅 이후 남은 기본 가스보다 많은 금속을 함유하고 있었습니다.
따라서 천문학자들은 빅뱅으로부터 남은 순수한 원소로만 이루어진, 아직 관측되지 않은 세 번째 유형의 별들에 대해 생각하기 시작했습니다.
별의 핵심은 원소의 생성소로 여겨집니다. 예를 들어, 인간과 지구 상의 모든 생명체의 기초가 되는 탄소를 생성합니다. 이후에 별이 초신성으로 폭발하면서 칼슘, 철과 같은 무거운 원소들이 우주 공간으로 퍼져나가 새로운 별과 행성을 형성하는 데 기여합니다. 하지만 이러한 과정의 초기 단계에 대해서는 아직 많은 것이 밝혀지지 않았습니다.
천문학적 관측이 과거를 엿보는 것과 같은 이유는 빛과 다른 형태의 방사선이 우리에게 도달하는 데 시간이 걸리기 때문입니다. 제임스 웹 우주 망원경은 적외선을 이용해 우주의 초기 상태를 연구하도록 설계되었습니다. 이는 우주의 먼지와 가스로 인해 가려진 희미한 광원을 관측할 수 있게 해줍니다.
추가적으로, 이러한 연구는 우주의 구조와 별의 형성 과정을 더 잘 이해할 수 있는 기회를 제공합니다. 우주의 가장 초기 조건에서 별이 어떻게 형성되고, 그 과정에서 어떤 화학적 요소가 중요한 역할을 하는지에 대한 지식을 확장할 수 있습니다. 이러한 지식은 우주의 진화와 우리가 살고 있는 우주에 대한 이해를 깊게 해줄 것입니다.
