“아기가 아닌 청소년을 발견한 셈이다”… 초기 우주서 찾아낸 '이것'

3억년밖에 되지 않은 초기 우주에서 산소가 발견됐다.

지금까지 성숙한 은하에서만 발견되는 원소로 알려졌던 산소가 초기 우주에서 발견됐다. 연구팀은 "아기들만 있을 것으로 예상한 곳에서 청소년을 발견한 것과 같다"고 강조했다.

이탈리아 피렌체의 공립 대학인 피사 스쿨라 노르말레 수페리오레(SNS)의 스테파노 카르니아니 교수팀과 네덜란드 레이던 천문대 산더르 스하우스 연구원 연구팀은 이 같은 관찰 결과를 각각 과학 저널 천문학과 천체물리학 및 천체물리학 저널에 각각 공개했다.

연구팀은 칠레 아타카마 사막에 있는 대형 전파망원경 '아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체'(ALMA)로 'JADES-GS-z14-0' 은하를 관측해 이 같은 결과를 얻었다. 망원경에 관측된 전파 스펙트럼에서 산소가 있음을 확인했다.

JADES-GS-z14-0 은하는 지구로부터 134억 광년 떨어진 은하로, 지난해 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 통해 발견됐다. 지금까지 확인된 은하 중 지구로부터 가장 멀다. 빅뱅 발생 후 3억년밖에 지나지 않은 상태의 은하일 것으로 추정된다.

우주의 나이는 약 137억년이기 때문에 지구에서 본 JADES-GS-z14-0 은하는 우주가 3억살일 때의 모습을 담고 있는 셈이다.

이번 발견은 그간의 추정을 뒤집는 것이다. 지금까지 우주는 수소와 헬륨 등 가벼운 원소로 구성된 어린 별이 모여 탄생한다. 이후 핵융합을 통해 점차 산소와 같이 무거운 원소를 만들고, 생애를 마치면 초신성 폭발 등으로 흩어진다.

연구팀은 "발생 후 3억년밖에 되지 않은 우주에서 산소가 발견됐다는 것은 은하의 화학적 성숙이 예상보다 빠르게 진행된다는 것을 보여주는 증거일 수 있다"고 짚었다.