BX442 : 107억년 전의 완벽한(?) 구조의 초기 나선형 은하

2016-01-10 qgpaul 과학이야기 창조과학

2012년에 107억 광년 거리에서 발견된 나선형 은하에 대해서 빅뱅이 틀린 증거라고 주장하는 창조주의자들이 있네요.

특히 이 연구를 진행한 David Law 박사의 말은 창조주의자들의 좋은 인용대상입니다.

"The fact that this galaxy exists is astounding," said David Law, lead author of the study and Dunlap Institute postdoctoral fellow at the University of Toronto’s Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics. "Current wisdom holds that such ‘grand-design’ spiral galaxies simply didn’t exist at such an early time in the history of the universe." A ‘grand design’ galaxy has prominent, well-formed spiral arms.

분명 이 은하의 존재는 놀랄만한(astound) 일이 맞습니다. 하지만 이 은하의 존재가 빅뱅이론의 반증인지, 어떤 의미를 가지고 있는지는 역시 논문을 읽어보아야 알수 있겠지요.

• High velocity dispersion in a rare grand-design spiral galaxy at redshift z = 2.18

우선 은하의 역사에 대한 관측 결과를 살펴보면 132억년쯤에 초기 은하들이 나타나기 시작해서 130억년 전쯤 ( 빅뱅후 7~10억년 ) 작은 은하들이 서로 뭉쳐 커다란 은하를 형성하기 시작합니다. 우리 은하의 구조 ( 얇은 디스크 )는 89억년쯤 전에 형성되었습니다.

BX442는 107억 광년 거리(빅뱅이후 30억년)에 존재하며, 이 거리의 다른 은하들은 불규칙한 모양을 가지고 있습니다. 왜 107억년전의 은하들은 주로 불규칙한 덩어리 모양(clumpy structures) 을 가지고 있는 걸까요?

The rarity of spirals has been explained as a result of disks being dynamically ‘hot’ at z > 2 (refs 2–5), which may instead favour the formation of commonly observed clumpy structures

초기의 젊은 은하들은 매우 활동적으로 생성되는 별들과 가스들로 이루어져 있기 때문에 온도가 높고, 그 형태가 안정적이지 못합니다.
(UNSTABLE DISKS AT HIGH REDSHIFT: EVIDENCE FOR SMOOTH ACCRETION IN GALAXY FORMATION).

BX442는 어떨까요?

1. Total SFR(star-formation rate)= 52M⊙y^−1M⊙y^−1
   Mean SFR surfarce density ΣSFR=0.4∼1M⊙y−1kpc−2,ΣSFR=0.4^∼1M⊙y−1kpc^−2,
   이 값은, 비슷한 거리의 은하들과 유사하고, 일반적인 나선은하보다 수십배 큽니다. 젊은 은하 답게 별이 역동적으로 생성되고 있다는 뜻이죠.

2. 하나의 나선 팔에 밝은 덩어리(clumpy)가 존재.

3. 일반적인 나선은하보다 두껍다. ( 나선은하는 구조가 형성되면서 따라서 두께가 점점 얆아집니다. )

이러한 사실들이 가리키는 것은, 다른 같은 거리의 은하들처럼 BX442 역시 매우 역동적으로 별과 은하구조가 형성되고 있는 과정인 것입니다.
다시말해 BX442의 형태는 빅뱅에 대한 이론의 문제가 아니라 은하구조 형성과정에 새로운 힌트와숙제를 안겨주는 발견입니다.

논문에서는 BX442의 형성과정에 대해서도 가능한 제안을 하고 있는데, BX442 근처에서 발견된 소형 위성 은하와의 작용으로, 빠르게 나선 형태를 갖추었다는 것입니다.
나선에 있는 초기 은하덩어리로 미루어 3개의 소규모 원시 은하가 합쳐지는 과정이라는 가설도 있습니다.

어느 것이 되었든 SFR값으로 미루어 BBX442는 역동적으로 형성되는 과정에 있고, 현재 나선구조는 일시적인 현상으로 곧( 수백만년 ) 이내에 사라질 가능성이 높습니다.
수명이 짧다는 것은 100억년전의 나선은하가 그동안 발견되지 않은 좋은 설명이기도 합니다.

사실 이런 BBX442 는 그 거리에서 처음 발견된 것이고, 자료가 적기 때문에, 여러가지 많은 형성 모델을 만들 수 있습니다. 추가적인 연구와 관측을 통해서 많은 모델들은 탈락하고, 은하형성 모델의 발전에 큰 도움을 주겠죠.

한마디로, 이걸로 빅뱅 틀렸네 운운하는 건, 전형적인 “기사 대충 읽고 상상으로 쓴 소설” 에 불과합니다.

참고로 다음 사진(?)은,, 그냥 상상도입니다. 위에 나온 사진이 진짜지요. [caption id="attachment_1874" align="alignnone" width="248"] Illustration of BX442[/caption]