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[IT뉴스]15만광년 밖에서 ‘우주의 화석’ 2세대 별 찾았다

온카뱅크관리자

2026-04-01 09:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 곽노필의 미래창 우주 초기 1세대 별 흔적 그대로 간직 철·칼슘 극히 적고 탄소는 수천배 많아 
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 <img alt="100억년이 넘는 왜소은하 화가자리2(Pictor II)에 있는 별들. 이 사진 속 별 중 하나인 픽투-503(PicII-503)이 최초의 2세대 별 집단에 속하는 것으로 나타났다. 수천개의 별로 이뤄진 화가자리2 은하는 우리 은하의 위성 은하인 대마젤란운의 위성 은하다. NOIRLab 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093629423autm.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="U5Fm7vnQ1N" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093629423autm.jpg" width="658">
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 100억년이 넘는 왜소은하 화가자리2(Pictor II)에 있는 별들. 이 사진 속 별 중 하나인 픽투-503(PicII-503)이 최초의 2세대 별 집단에 속하는 것으로 나타났다. 수천개의 별로 이뤄진 화가자리2 은하는 우리 은하의 위성 은하인 대마젤란운의 위성 은하다. NOIRLab 제공
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 천문학자들은 별들을 특성에 따라 3세대로 구분한다. 세대를 나누는 기준은 별이 머금고 있는 중원소의 함량이다. 중원소란 빅뱅 이후 가장 먼저 등장한 수소와 헬륨보다 무거운 원소를 말한다.
 가장 먼저 생긴 1세대(제3그룹) 별은 이 수소와 헬륨만으로 이뤄져 있다. 우주 초기에 짧게 빛을 발하다 사라졌기 때문에 아직 관측된 적이 없다. 2세대(제2그룹) 별은 1세대 별이 폭발하며 남긴 소수의 중원소를 포함한 별이다. 그 성분을 분석하면 1세대 별의 모습을 유추해볼 수 있다. 따라서 오늘날까지 우리에게 빛을 뿜고 있는 2세대 별들은 초기 우주의 정보를 담아 전해주는 우주의 화석이라고 할 수 있다. 태양계는 물론 우리 은하 너머의 먼 우주에서 별을 찾아내는 천문학자들은 우주 고고학자나 마찬가지인 셈이다. 질량이 작은 별일수록 핵융합 연료가 천천히 소진되기 때문에 수명이 길다. 3세대(제1그룹)는 앞선 과정들이 반복되면서 더욱 무거운 중원소를 포함하게 된 별이다. 우리 지구의 중심별 태양은 3세대에 속한다.
 먼 우주에서 2세대 별을 찾으려면 중원소의 수와 양이 아주 적은 별을 찾아야 한다. 과학자들은 별에서 나오는 빛의 파장을 분석해 구성 원소를 알아낸다.
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 <img alt="지구에서 15만광년 거리에 있는 화가자리2의 별 ‘픽투-503’(PicII-503). 우리 은하 밖에서 관측된 별 중 철 함량이 가장 낮다. NOIRLab 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093630820zsrm.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="7yaqj4HlHg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093630820zsrm.jpg" width="658">
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 지구에서 15만광년 거리에 있는 화가자리2의 별 ‘픽투-503’(PicII-503). 우리 은하 밖에서 관측된 별 중 철 함량이 가장 낮다. NOIRLab 제공
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 철은 4만배 적고 탄소는 3천배 많아
 미국 시카고대가 주축이 된 연구진이 지구에서 약 15만광년 거리에 있는 왜소은하 화가자리2(Pictor II)에서 2세대 별에 속하는 픽투-503(PicII-503)을 발견해 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.
 이번 발견은 미국 국립과학재단 국립광학적외선천문학연구소(NOIRLab)가 운영하는 칠레 세로톨롤로미주천문대의 지름 4m 빅터블랑코망원경의 암흑에너지카메라(DEcam)를 이용해 이뤄졌다. 연구진은 특수 필터를 이용해 수백개의 별 중에서 유난히 금속 함량이 낮은 이 별을 찾아낼 수 있었다. 분석 결과 나이가 100억년이 넘는 이 별은 태양보다 철은 4만3천배, 칼슘은 16만배나 적은 것으로 나타났다.
 연구진은 “이 별은 우리 은하 밖에서 관측된 별 중 철과 칼슘 함량이 가장 적은 별 가운데 하나”라며 “1세대 별의 흔적을 그대로 간직한 2세대 별을 처음으로 명확하게 찾아낸 사례”라고 밝혔다. 
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 <img alt="화가자리2 은하(왼쪽)과 이번에 발견한 2세대 별 픽투-503(오른쪽). NOIRLab 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093632506iysh.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="fUuszTLxZM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093632506iysh.jpg" width="658">
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 화가자리2 은하(왼쪽)과 이번에 발견한 2세대 별 픽투-503(오른쪽). NOIRLab 제공
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 연구진은 이 별이 엄청난 양의 탄소를 갖고 있다는 사실도 발견했다. 태양과 비교할 때 철, 칼슘 등 무거운 원소에 대비한 탄소의 비율이 3000배에 이른다.
 하지만 오늘날 관측 가능한 오래된 별들은 대부분 탄생지에서 다른 곳으로 이동한 후여서, 탄소 함량이 많아지게 된 이유를 찾아내기 어렵다. 마치 도굴꾼이 파헤쳐 기념품으로 팔아버린 고대 도자기와 비슷한 상황이다. 그런데 이 별은 운좋게도 원래의 은하에 그대로 남아 있었다.
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 <img alt="이번 발견에 쓰인 빅터블랑코망원경이 설치된 칠레 세로톨롤로미주천문대(CTIO). NOIRLab 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093633812juov.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="4qnUo9yO5x" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/01/hani/20260401093633812juov.jpg" width="658">
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 이번 발견에 쓰인 빅터블랑코망원경이 설치된 칠레 세로톨롤로미주천문대(CTIO). NOIRLab 제공
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 1세대 별의 저에너지 폭발 이론 뒷받침
 연구진은 이는 1세대 별의 폭발 방식과 관련한 기존 이론을 뒷받침해주는 발견이라고 평가했다. 기존 이론에 따르면 보통 초신성 폭발은 별의 모든 물질을 먼 우주로 날려 보내지만, 이 별의 조상인 1세대 별은 폭발 에너지가 약해 일부 원소만 가까운 우주로 내보낸다. 예컨대 철처럼 무거운 중원소들은 폭발 때 오히려 중심부로 빨려들어가고, 바깥쪽에 있는 탄소 같은 가벼운 중원소만 방출한다. 이렇게 해서 탄소만 가득하고 철은 거의 없는 가스 구름이 주변에 생기고, 이것이 나중에 2세대 별로 다시 태어나게 된 것이다.
 이번 관측 프로그램 책임자인 크리스 데이비스(국립과학재단)는 “이번 발견은 우주 최초 별들의 흔적을 간직한 희귀한 별 화석을 발굴한 우주고고학 성과라고 할 수 있다”고 말했다.
 *논문 정보
 Enrichment by the first stars in a relic dwarf galaxy.
 https://doi.org/10.1038/s41550-026-02802-z
 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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