The Korea Herald


Vigorous star-forming galaxy at cosmic dawn discovered


Published : Dec. 27, 2011 - 10:55

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An international team of astronomers has discovered a vigorous, star-forming galaxy that existed about 750 million years after the Big Bang.

This galaxy, named GN-108036, was a remarkable source of star formation at the so-called "cosmic dawn.” It was generating an exceptionally large amount of stars in the calm, dark cosmos.

(NASA/JPL-Caltech/STScI/University of Tokyo) (NASA/JPL-Caltech/STScI/University of Tokyo)

"A number of galaxies were actively forming stars long after the Big Bang, and some of them were comparable to or even more active than GN-108036. The significant finding about GN-108036 is that it demonstrates the existence of a vigorous star-forming galaxy when the Universe was still very cold and dark,” Team leader Masami Ouchi at the University of Tokyo said.

This research will be published in the Jan. 10 issue of The Astrophysical Journal.

Several teams of astronomers have reported discoveries of compact and massive old galaxies around four billion years after the Big Bang. How they formed remains a mystery. Small, actively star-forming galaxies like GN-108036 might be the ancestors of such galaxies. Detailed investigations of the nature of GN-108036 will provide us with an important key for understanding the early phases of the formation and evolution of galaxies, the team said.

Ouchi’s team obtained the spectra of GN-108036 and calculated its distance from Earth to confirm that it is one of the most distant galaxies ever discovered.

A review of archival images revealed the occurrence of remarkably energetic star formation within it; a large mass of gas, equivalent to about a hundred Suns per year, was forming stars. Although nine galaxies from about 600 to 800 million years after the Big Bang have been confirmed to date, GN-108036 was forming stars much more vigorously than the other galaxies.

About 380,000 years after the Big Bang, a decrease in the temperature of the Universe caused electrons and protons to join to form neutral hydrogen. The Universe entered its "dark age" at this time.

Bahram Mobasher, a team member from the University of California, Riverside, explained how the dark age ended: "It ended when gas clouds of neutral hydrogen collapsed to generate stars, forming the first galaxies, which probably radiated high-energy photons and reionized the Universe. Vigorous galaxies like GN-108036 may well have contributed to the reionization process, which is responsible for the transparency of the Universe today.”

"The amount of stars born every year was more than ten times higher than those in the other galaxies at a comparable distance," explained Ono. "We're surprised to know that such a vigorous galaxy existed at a time when the Universe was only five percent of its present age."



별 만드는 태초 은하 발견..과학계 흥분

우주의 가장 먼 영역에서 무서운 속도로 별을 만들어내는 밝은 은하가 발견돼 충격을 주고 있다.

일본과 미국 과학자들은 하와이 마우나케아산 정상의 스바루 망원경을 통해 처 음 이 은하를 발견했으며 다시 케크 망원경으로 이를 확인했다.

이들은 GN-108306으로 명명된 이 은하에서 매년 우리 태양 약 100개 꼴의 별이 태어난다는 사실을 허블 망원경과 스피처 망원경을 통해 확인했다.

지구에서 약 129억광년 떨어진 곳에서 발견된 이 은하는 지금까지 이렇게 먼 거리에서 발견된 은하 가운데서 가장 밝으며 크기가 우리은하의 5분의 1, 질량은 100 분의 1 밖에 안 되지만 만들어내는 별의 수는 30배나 된다.

과학자들은 우주 역사상 이렇게 이른 시기에 이처럼 밝은 은하를 아직까지 발견 한 적이 없어 이 은하의 존재에 매우 놀라고 있다. 이들은 GN-108306이 극단적으로 많은 별을 집중적으로 생산하는 시기에 우연히 발견된 매우 특별하고 희귀한 천체라 고 밝혔다

129억광년이라는 거리는 이 은하가 빅뱅 후 겨우 7억5천만년이 지난 뒤에 존재 했다는 것을 의미한다.

빅뱅 후 몇 억년 사이 최초의 은하들이 형성될 때 이들은 오늘날의 은하들보다 질량이 훨씬 작았는데 연구진은 이처럼 작은 은하가 이처럼 많은 별을 만들어냈다는 데 놀라움을 금치 못하고 있다.

우주가 팽창하면서 온도가 식고 수소 원자들이 우주로 퍼져나가 자외선에 불투명하게 나타나는 짙은 안개를 만들어 낸 이 시기는 `암흑 시대'로 불린다. 이 암흑 시대는 최초의 은하들이 불투명한 가스를 연소시켜 투명하게 만들면서 끝났는데 과학자들은 GN-108036 같은 은하들이 암흑시대를 끝내는데 중요한 역할을 했을 것으로 보고 있다.

연구진은 "GN-108036이 이처럼 빠른 속도로 별들을 만들어냈다는 것은 우주의 나이가 지금의 5% 밖에 안 되던 시기에 급속히 질량을 불려나갔다는 것을 의미한다.

따라서 이 은하는 오늘날 보이는 질량이 크고 발달된 은하의 조상일 가능성이 높다"고 말했다. (연합뉴스)