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[IT뉴스]우주에서 가장 무겁고 먼 '원시 초은하단'…우리은하 질량 5000배

온카뱅크관리자

2026-09-09 12:17:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 한국천문연구원 
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 한국천문연구원 제공.
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 지금까지 보고된 것 가운데 가장 멀리 떨어져 있으면서 가장 무거운 원시 초은하단이 발견됐다. 이번에 발견된 원시 초은하단 ‘COSMOS-z3.1-A’의 질량은 우리은하의 약 5000배에 달한다. 
 한국천문연구원(천문연)은 천문연과 한국고등과학원, 미국 퍼듀대 등 국제공동연구팀이 공동으로 운영하는 대규모 탐사 프로젝트 '오딘(ODIN)'의 관측 결과 약 100억~120억 광년 떨어진 곳에서 은하가 특히 높은 밀도로 모여 있는 두 구조 ‘COSMOS-z3.1-A’와 ‘COSMOS-z3.1-C’를 찾았다고 9일 밝혔다. 연구결과는 9일(현지시간) 국제학술지 '미국 천체물리학 저널'에 발표됐다. 
 오딘 프로젝트의 목표는 빅뱅 이후 우주거대구조의 진화를 밝히는 것이다. 은하들은 빅뱅 이후엔 우주 공간에 분산돼 있다가 시간이 지나며 중력의 영향으로 모여 초은하단이라는 거대한 구조를 이룬다. 초은하단은 은하들이 실처럼 이어진 필라멘트가 그물처럼 얽혀 있는 모습으로 보인다.
 원시 초은하단은 은하가 모여 초은하단을 이루기 전 단계의 우주거대구조다. 먼 우주의 원시 초은하단을 관측하면 성장하는 우주 거대 구조의 모습을 연구할 수 있다.  
 연구팀은 먼 우주의 은하와 거대 구조를 탐사하기 위해 칠레 세로톨로로 천문대(CTIO)의 빅터 M. 블랑코 4m 망원경에 장착된 암흑에너지카메라(DECam)를 이용해 지난 3년간 100일 이상 관측 데이터를 쌓았다. 
 지금까지 ODIN 탐사를 통해 약 100억~120억 광년 떨어진 150개의 원시은하단이 발견됐다. 연구팀은 이 가운데 은하가 특히 높은 밀도로 모여 있는 두 구조 ‘COSMOS-z3.1-A’와 ‘COSMOS-z3.1-C’를 선정해 분석했다.
 연구팀은 ODIN 관측 데이터에 암흑에너지분광장비(DESI), 제미니 망원경의 다천체분광기(GMOS), 켁Ⅱ 망원경의 다천체분광기(DEIMOS) 등을 이용한 분광 관측 데이터를 접목해 은하들의 공간 분포를 3차원으로 재구성했다. 
 그 결과 연구팀은 먼 우주에 있는 원시은하단에 대한 정밀한 3차원 우주지도를 제작하는 데 성공했다. 먼 우주에 있는 원시은하단들을 상세한 3차원 구조로 구현한 것은 이번 연구가 최초 사례 중 하나다.
 3차원 지도를 분석한 결과 COSMOS-z3.1-A와 COSMOS-z3.1-C는 모두 시간이 흐르면 가까운 우주에서 가장 거대한 은하단 중 하나인 '머리털자리 은하단'보다 더 무거운 은하단으로 성장할 것으로 나타났다. 
 연구팀은 COSMOS-z3.1-A와 COSMOS-z3.1-C처럼 극단적으로 무겁고 밀도가 높은 구조는 은하단 1만 개당 하나 미만으로 존재할 정도로 매우 희귀하다고 설명했다.
 연구팀은 이들 원시은하단이 은하로 이뤄진 우주거대구조인 '우주 거미줄 필라멘트(cosmic web filament)'가 교차하는 지점에 자리해, 앞으로는 우주 거미줄 필라멘트의 일부로 성장할 것이라는 사실도 확인했다. 
 문병하 은하진화연구센터 연구원은  “이번 연구는 막연히 이론으로만 예측하던 초기 우주의 거대구조 형성 현장을 실제 3차원 관측 데이터로 직접 규명했다는 점에서 우주 진화 연구의 중요한 이정표가 될 것”이라고 설명했다.
 &lt;참고자료&gt; doi: 10.3847/1538-4357/ae8091
 [김소연 기자 lecia@donga.com]
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