신비로운 은하수 브릭과 관련된 새롭고 흥미로운 정보들

브릭이란 시각적으로 투과해서 볼 수 없고, 직사각형의 모양으로 벽돌이라는 별명을 가진 불투명 먼지구름이다. 

브릭을 탐구함으로써 아마도 별이 어떻게 형성되어가는지에 관하 알려진 것이 바뀔 수도 있을 것으로 보인다. 

이 구름은 이전 태양 질량의 100,000배 이상을 보유하고 있는 것으로 추정되었다. 또한 별 형성에 대한 과학자들의 현재 이해도를 기준으로 보면 이런 밀도가 높은 덩어리는 아마 거대하고 새로운 별을 만들어내는 단계일 것으로 예상된다. 

 

하지만 그렇지 않았다. 

 

브릭은 대부분 휴면 상태였다. 또한, 제임스 웹 우주망원경을 이용해서 관측을 해본 결과로는 숨어있는 어린 별들은 하나도 관측되지 않았다고 한다. 

 

대신 새로운 데이터는 브릭이 단지 가스로만 이루어진 것만은 아니라는 것을 밝혔다. 얼마 전 발표된 연구 결과에 따르면 그동안 예상해 왔던 것보다 훨씬 더 많은 일산화탄소가 얼어붙어 있었고, 브릭의 깊은 곳에는 더 많은 양의 얼음이 형성되어 있었다.

 

이번 연구 결과 및 발견은 앞으로 과학자들이 이 지역을 탐구하는 방법에 관하여 앞으로 많은 영향을 미칠 것으로 보인다. 브릭 내부에 예상보다 더 많은 일산화탄소 얼음이 있다면 연구자들이 은하수 중심의 암운을 측정하거나 연구하는 방법을 변화시켜야 할 것이다. 

 

연구에 주저자로 참여한 과학자는 브릭에서 어떤 일이 일어나고 있는지, 질량이 어디에 있는지 좀 더 이해할 수 있게 되었다고 전했다. 그리고 이러한 많은 일산화탄소가 어디서 왔고, 어떻게 얼음으로 얼게 되는지에 대한 질문을 가지게 되었다고 전했다. 

 

또한 추가로 풀리지 않은 미스터리가 있다. 왜 우리는 새로운 별이 만들어지는 것을 볼 수 없는지, 왜 브릭은 예상보다 그다지 밀도가 높지 않은지, 그리고 브릭 안의 이상한 능선과 필라멘트로 보이는 것들은 무엇인지 등이 아직 해결되지 않았다. 

 

제임스 웹 망원경이 공개한 것들은 무엇일까?

과학자들은 2022년 9월 처음으로 제임스 웹 망원경이 보낸 자료들을 받게 되었는데 제임스 웹 망원경이 보낸 자료들은 아주 결정적인 것들이 많았다. 지금까지 만들어진 것 중 가장 강력한 우주 망원경인 제임스 웹 망원경은 브릭에 대해 지금까지 볼 수 없었던 많은 순간을 우리에게 보여줬다. 과학자들은 이 데이터를 시각화하기 위해 많은 작업을 거쳤다. 우선 지도를 이용해 데이터와 사진들의 방향을 정했고, 별과 관련된 위치를 참고해 방향을 확정 지었다. 

하지만 몇 가지 문제도 발견되었다. 은하 중심에 별이 너무 많아서 혼란스럽게 보였다. 따라서 과학자들은 이 문제를 해결하기 위해 추가로 몇개월을 더 소모했는데 데이터를 정리하고 기존 하늘 지도와 다시 맞추고 정렬하는 데 엄청난 공을 들였다. 

방향을 맞춘 후 과학자들은 브릭을 살펴보았는데 이번에는 웹 망원경이 보내준 이미지의 색상이 문제였다. 모든 별이 너무 파랗게 나오고 있었다. 과학자들은 데이터를 의심해야만 했다. 

그러나 다행히도 데이터의 오류가 아닌 과학자들의 가정에 오류가 있었던 것이 밝혀졌다. 과학자들은 브릭에 일산화탄소 얼음이 그렇게 많을 것이라고 생각하지 못했다. 연구에 따르면 그 일산화탄소 얼음이 색이 파랗게 변한 원인이었다. 

 

국립전파천문대는 이번 연구에 참여하진 않았지만, 일산화탄소 얼음의 존재에 대해 연구하면 그 연구 결과는 다른 연구에도 광범위한 파급 효과를 미칠 수도 있다고 예상했다. 

 

여기서 브릭의 일산화탄소가 중요한 이유는 무엇일까?

 

보통 일산화탄소는 20켈빈에서 동결된다. 그러나 해당 지역은 약 60켈빈 정도로 꽤 따뜻한 곳이다. 

벽돌 내부 먼지는 가스보다 더 차가워서 먼지 입자의 주변에는 일산화탄소가 고체로 변했고, 물이 얼어서 일산화탄소가 내부에 갇힌 것으로 추측되고 있다. 

 

브릭과 같은 지역의 모든 얼음은 과학자들에게 새로운 도전정신과 우리의 고향인 지구에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있다. 그 이유는 지구에 존재하는 얼음과 물이 혜성을 통해서 왔을 수도 있기 때문이다. 따라서 우주에서 얼음이 어디에 존재하는지, 어떻게 형성되는지는 지구가 어디서 왔는지, 어떤 형성 과정을 통해 만들어졌는지를 이해하는 데에 도움이 될 것으로 보인다. 

 

브릭 내부에 별은 존재할까?

브릭 내부에 별 형성이 부족한 이유는 무엇일까? 우리는 이미 먼지구름과 수소 분자로부터 새로운 별이 생성된다는 사실을 알고 있다. 하지만 브릭 내부의 어느 곳에서도 수소 분자를 관찰할 수 없다. 왜냐하면 망원경으로 수소 분자를 관측할 수 없기 때문이다. 그러나 과학자들은 모든 수소 분자에는 일정량의 일산화탄소가 존재할 가능성이 있다는 것도 알고 있다. 그리고 일산화탄소는 눈으로 볼 수 있다. 그러므로 과학자들은 일산화탄소를 통해 영역 내 수소 분자의 양을 대략 측정할 수 있다. 이 방법은 50년 동안 사용된 방법이다. 

그러나 얼마 전 데이터에서 밝혀진 것처럼 과학자들은 일산화탄소가 얼음이 아니라 가스라고 항상 가정했기 때문에 올바른 답을 얻기 위해선 일산화탄소의 물질 상태를 이해하는 것이 중요할 것이다. 

 

브릭을 연구하고 탐구함으로써 불투명 구름이 별을 생성하지 않는 이유를 알 수 있을 것으로 보인다. 대부분 과학자의 설명에 따르면 이 구름은 은하계에서 가장 활동적인 별 탄생의 환경을 갖추고 있는데도 왜 별이 생성되지 않고 있을까?

과학자들은 브릭은 별이 탄생하기 아주 좋은 장소임에도 별의 탄생이 관측되지 않고 있는 이유를 여러 가지로 추측하고 있다. 우선 브릭이 너무 압축적이지 못하기 때문이다. 브릭은 과학자들의 예상보다 더 넓게 퍼져있고 덜 압축적일 수도 있다. 

또한 다른 이유로는 아직 브릭이 너무 어려서 별이 아직은 탄생하지 못했을 수도 있다.

 

제임스 웹 망원경을 통해 이러한 물음들을 해소하기 위해 노력 중이라고 한다. 

 

제임스 웹 우주망원경이 보낸 브릭의 이미지를 통해 브릭 먼지구름은 지구에서 약 26,000광년 떨어진 은하 중심 근처에 존재한다는 것을 알 수 있었다. 제임스 웹 이전 스피처 우주망원경에서 은하계 대도시 중심의 모습이 관찰되었는데 스피처 이미지를 통해서는 우리 은하계 중심의 모습을 적외선으로 볼 수 있고, 먼지 뒤에 무엇이 있는지가 대략 드러났다. 브릭은 스피처의 이미지 중앙에 어두운 덩어리로 나타나 있는데 스피처보다 발전된 우주 망원경인 제임스 웹 망원경을 통해 좀 더 가깝고 구체적인 모습을 볼 수 있다.