제임스웹우주망원경(JWST)으로 촬영한 JADES-GS-z14-0 은하의 모습. 확대된 부분이 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체'(ALMA)로 확대 관측한 부분이다./ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson(UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA) 제공

지금까지 성숙한 은하에서만 발견되는 원소로 알려져있던 산소가 발생한지 3억년밖에 되지 않은 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(Astronomy and Astrophysics) 및 천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)에 각각 공개했다.

연구팀은 각각 칠레 아타카마 사막에 있는 대형 전파망원경 ‘아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체’(ALMA)의 ‘JADES-GS-z14-0’ 은하 관측 데이터를 분석해 같은 결과를 얻었다. 망원경에 관측된 전파 스펙트럼에서 산소가 있음을 확인한 것이다.

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

지금까지 우주는 수소(H)와 헬륨(He) 등 가벼운 원소로 이루어진 어린 별로 구성되 핵융합을 통해 점차 산소와 같이 무거운 원소가 만들어지는 것으로 예상되어왔는데, 이번 발견은 이런 추정을 뒤집는 것이다. 연구팀은 “발생 후 3억년밖에 되지 않은 우주에서 산소가 발견됐다는 것은 은하의 화학적 성숙이 예상보다 빠르게 진행된다는 것을 보여주는 증거일 수 있다”고 짚었다.