.JWST’s early galaxies didn’t break the Universe. They revealed it

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Starship version space science

 

.JWST’s early galaxies didn’t break the Universe. They revealed it.

JWST의 초기 은하들은 우주를 파괴하지 않았습니다

 

2025년 7월 1일,  오히려 우주를 드러냈을 뿐입니다. 원래 밝고 초기 은하의 풍부함은 천문학자들을 충격에 빠뜨렸습니다. JWST 3년 후, 우리는 이제 진짜 무슨 일이 일어나고 있는지 알게 되었습니다. 검은색 배경에 먼 은하와 밝은 별들이 밀집되어 있는 모습은 JWST 초기 은하 심우주 망원경 이미지에서 포착되었습니다. 이 심우주 사진은 JWST로 얻은 COSMOS-Web 필드의 일부를 보여줍니다. 이 필드에는 다양한 은하들이 포함되어 있으며, 가장 붉고 점처럼 보이는 은하는 역사상 가장 먼, 가장 초기의 은하들을 보여줍니다. 우주 역사의 약 15억 년 동안 다양한 질량을 가진 먼지가 풍부한 은하와 먼지가 부족한 은하를 모두 조사함으로써, 우리는 마침내 우리 우주에서 은하가 어떻게 형성되고 성장하는지 이해할 수 있게 되었습니다.출처 : ESA/Webb, NASA & CSA, G. Gozaliasl, A. Koekemoer, M. Franco 및 COSMOS-Web 팀

주요 내용

JWST가 처음으로 우주에 눈을 떴을 때, 기존 모델에서 예측했던 것보다 훨씬 더 많은 수의 밝고 매우 먼 은하가 발견되었습니다. 훨씬 더 나은 데이터를 얻고 추가 ​​분석을 실시한 후, 네 가지 요소를 조합하여 우주의 질서를 회복할 수 있었지만, 여전히 수수께끼가 남았습니다. 이러한 은하가 존재하게 된 원인은 무엇일까요? CEERS(Cosmic Evolution Early Release Science Survey) 협력 연구팀의 획기적인 연구에 따르면, 이 초기 은하들은 놀라운 원인, 즉 먼지의 생성과 분포를 보여줍니다.

그 원리는 다음과 같습니다.

이선 시걸

http://JWST's%20early%20galaxies%20didn't%20break%20the%20Universe.%20They%20revealed%20it

라는 제목의 기사 링크를 복사하세요. JWST의 초기 은하가 우주를 파괴한 것이 아니라,  JWST의 초기 은하가 우주를 파괴한 것이 아니라는 사실을 트위터에서 공유했습니다(X). JWST의 초기 은하가 우주를 파괴한 것이 아니라, 그 사실을 밝혀냈습니다.

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 우주의 눈을 처음 떴을 당시, 천문학자들을 기쁘게 했던 관측들이 많이 있었습니다. 별 형성 영역이 그 어느 때보다 선명하게 관측되어 가스, 먼지, 매듭, 그리고 이전보다 훨씬 깊은 곳에서 발견된 새로운 별, 원시별, 행성의 위치를 ​​보여주었습니다. 우리 태양계 내부의 행성들은 어떤 원격 관측선보다도 선명하게 나타났습니다. 최근에 죽은 별 주변의 특징들은 이전에는 볼 수 없었던 방식으로 나타났고, 가속된 전자와 가열된 먼지를 전례 없는 방식으로 관측할 수 있게 되었습니다. 그리고 초거대 블랙홀 활동을 포함하여 가깝고 먼 은하들이 이전에는 볼 수 없었던 방식으로 관측되었습니다.

하지만 초원거리 우주에는 놀라운 사실이 기다리고 있었습니다. 우주에서 가장 먼 거리에 있는 은하들을 관측하기 시작하자마자, 우리는 예상보다 훨씬 더 많은 은하들이 존재한다는 사실을 발견했습니다. 은하들의 수가 더 많았을 뿐만 아니라, 특히 눈에 띄는 은하들은 다음과 같았습니다. 가장 밝은, 가장 높은 질량, 그리고 가장 진화된, 이는 우리의 예측을 뒤엎는 결과였습니다. 실제로 가장 밝고 밝은 은하의 수는 우리의 가장 뛰어난 이론이 예측했던 것보다 100배가 넘었습니다. 처음에는 많은 사람들이 이것이 "우주를 파괴했다"거나 "표준 우주론 모형이 구제 불가능하다는 것을 보여주었다"고 주장했습니다. 하지만 JWST는 우리 우주를 파괴한 것이 아니라, 단지 우주를 드러냈을 뿐입니다. JWST가 과학 연구를 시작한 지 거의 3년이 지난 지금, 우리는 마침내 무슨 일이 일어났는지 이해하게 되었습니다. 별이 몇 개야? 우주의 별 형성 속도는 적색편이의 함수이며, 적색편이 자체가 우주 시간의 함수입니다. 전체 속도(왼쪽)는 자외선과 적외선 관측을 통해 도출되었으며, 시간과 공간에 걸쳐 놀라울 정도로 일관됩니다.

 

오늘날 별 형성은 전성기(3~5%)의 몇 퍼센트에 불과하며, 대부분의 별은 우주 역사의 처음 약 50억 년 동안 형성되었다는 점에 유의하십시오. 모든 별의 최대 약 15%만이 지난 46억 년 동안 형성되었습니다. 출처 : P. Madau & M. Dickinson, 2014, ARAA

저는 이 그래프로 시작하고 싶습니다. 위에 보이는 그래프입니다. 2014년에 작성된 리뷰 논문 에서 발췌한 이 그래프는 JWST 이전 시대의 우주의 별 형성 역사를 보여줍니다. 현재로부터 시작하여 과거로 거슬러 올라가면 오늘날의 별 형성 속도는 최고 속도의 극히 일부에 불과하다는 것을 알 수 있습니다. 추가 연구에 따르면 오늘날의 별 형성 속도는 천문학자들이 "우주 정오"라고 부르는 별 형성이 최대였던 때의 3%에 불과합니다. 그 최대 속도는 우주의 나이가 30억 년이 조금 넘었던 100억 년 남짓 전에 달성되었습니다. 주요 뉴스 상징

그러나 우리가 점점 더 이전 시대로 되돌아갈수록, 우리는 과거에 별 형성 속도가 더 낮았음을 알 수 있으며, 이를 적색편이 z = 6까지 놀라울 정도로 정확하게 측정할 수 있습니다. 이는 뜨거운 빅뱅이 시작된 이후 약 10억 년이 지난 시점에 해당합니다. 하지만 그 시대를 넘어 더 먼 거리, 더 이른 시기를 살펴보려면 새로운 데이터를 수집해야 하는데, JWST의 데이터는 바로 그 데이터를 밝히는 데 필요한 도구입니다. 가장 중요한 질문은 그 곡선이 극도로 높은 적색편이, 즉 초기 시점의 끝에서 어떤 모습이었는가였습니다. 별 형성은 다음과 같았습니다. 이전 곡선과 일치하여 계속 떨어지고 있나요? 아니면 더 심하게 떨어졌나요? 즉, 초기에는 무언가가 억제했지만 충분한 시간이 지나고 나서야 "재발"했나요? 결국 답은 둘 다 아니었습니다. 곡선은 계속 떨어지지만, 적색 편이가 약 z = 9에 이를 때까지 조금 더 점진적으로 감소합니다. 그 후에는 은하가 엄청나게 과잉 공급 됩니다 . 이론적으로 예상되는 것보다 훨씬 더 많습니다. 이 격자에는 멀리 떨어진 은하의 이미지 15개가 담겨 있으며, 각 이미지에는 식별자와 z=4.75에서 z=8.92까지의 적색편이 값이 표시되어 있습니다. JWST가 촬영한 이 천문 현상에는 광활한 우주 곳곳에 흩어져 있는 흥미로운 작은 붉은 점들이 포함되어 있습니다. 이 이미지는 JWST가 먼 우주에서 발견한 341개의 "작은 붉은 점" 은하 중 15개를 보여줍니다. 이 은하는 모두 유사한 특징을 보이지만, 우주 역사에서 매우 초기에만 존재했습니다. 이러한 은하가 가까이에 존재하거나 후기에 존재한 사례는 알려져 있지 않습니다.

 

 

이 은하는 모두 상당히 거대하지만, 일부는 작고 일부는 확장되어 있으며, 일부는 AGN 활동의 증거를 보이는 반면 다른 일부는 그렇지 않습니다. 출처 : D. Kocevski et al., Astrophysical Journal Letters accepted/arXiv:2404.03576, 2025

다양한 우주 탐사에서 발견된 결과는 충격적이었습니다. 가장 밝고, 가장 풍부하고, 가장 성공적으로 별을 형성하는 은하들이 이론과 시뮬레이션에서 예측했던 것보다 훨씬 더 많은 수로 나타났습니다. 우리가 예상했던 것보다 약 150~200배나 더 많은 은하가 나타난 것입니다. 2022년과 2023년에 JWST가 우주를 쪼개었다는 헤드라인을 들었다면, 그들이 말하는 것은 바로 이것입니다. 바로 이 "작은 붉은 점" 은하들이 이렇게 많은 수로 발견된 것입니다. 시뮬레이션에서 이러한 은하들을 예측하지 못했기 때문에, 많은 연구자들은 우리의 표준 우주론 모형에 문제가 있다고 주장했고, 어쩌면 암흑 물질, 암흑 에너지, 인플레이션, 심지어 빅뱅까지도 모두 의문시되어야 한다고 주장했습니다. 물론, 우리는 새롭고 우수한 데이터를 접할 때마다 우리의 가정에 의문을 품습니다.

하지만 놀라운 사실을 접했다고 해서 이미 알려져 있고 확립된 사실을 버리는 것은 아닙니다. 천문학자들은 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내기 위해 노력했습니다. 거의 즉시, 우리가 예상했던 것보다 훨씬 먼 거리에 밝은 은하가 더 많이 있는 이유 중 하나는 JWST 자체 때문이라는 사실이 밝혀졌습니다. NASA와 노스롭 그루먼이 JWST를 제작하고 시험하는 데 사용한 클린룸 기술이 크게 발전하여 JWST의 광학 시스템은 누구도 예상하지 못했던 수준으로 깨끗하게 유지되었습니다. 개발된 많은 "청소" 기술은 불필요하고 불필요한 것으로 판명되었습니다. JWST는 너무 깨끗하게 유지되어 천문학자들이 "광학적 과잉 성능"이라고 부르는 현상을 보였습니다. 즉, 주경에 닿는 순간부터 JWST의 장비로 분석되는 순간까지 과학자들이 예상했던 것보다 더 많은 빛을 유지하고 있었습니다. 제임스 웹 우주 망원경 2021년 말 메릴랜드주 그린벨트의 클린룸에서 진행된 점검에서 NASA의 제임스 웹 우주 망원경이 완성되는 순간을 사진으로 담았습니다.

불과 몇 주 후, 이 망원경은 성공적으로 발사 및 배치되었고, 천문학에 전례 없는 발전을 가져왔습니다. 거울부터 관측 장비까지, 이 망원경은 그 어떤 천문대보다 처음부터 끝까지 깨끗하게 유지되었습니다. 출처 : NASA/Desiree Stover

이러한 광학적 과잉 성능은 기본적으로 JWST에서 관찰된 것의 약 2배를 설명하지만, 데이터에 필요한 총 약 150~200배에 도달하려면 아직 갈 길이 멉니다. 얼마 지나지 않아 사람들은 이 밝고 초기 은하의 풍부함을 예측하기 위해 실행된 시뮬레이션을 살펴보기 시작했습니다. 그들이 발견한 것은 다소 놀라운 것이었습니다. 가장 큰 우주 규모에서 실행된 시뮬레이션은 중간 해상도로만 실행되었고, 매우 높은 해상도는 아니었습니다. 이는 특정 종류의 영역, 즉 가장 작은 우주 규모에서 가장 높은 초기 밀도로 시작하는 영역, 즉 "희귀 정점(rarepeak)" 영역이 생략되었음을 의미합니다.

이러한 영역은 초기 과밀도가 매우 높은 영역이 많지만, 가장 높은 밀도로 시작하기 때문에 다른 유사한 우주 영역보다 더 효율적으로 추가 물질을 끌어당깁니다. 이 점을 고려했을 때, 우리는 이 밝고 초기의 은하들이 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 풍부해야 한다는 것을 이해하는 데 도움이 되었습니다. (두 배 이상, 열 배 미만으로요.) 이는 퍼즐의 또 다른 중요한 조각이었지만, JWST의 청정성에 대한 지식과 결합하더라도 여전히 이 "작은 붉은 점" 은하들의 극도로 풍부한 존재를 완전히 설명할 수는 없었습니다. 다양한 밀도의 르네상스 암흑 물질 시뮬레이션 영역 전형적인 또는 "정상적인" 고밀도(overdensity)를 가진 영역은 풍부한 구조를 가지게 되는 반면, 저밀도 "공극(void)" 영역은 구조가 부족합니다.

그러나 초기 소규모 구조는 밀도가 가장 높은 정점 영역(여기서는 "희귀 정점(rarepeak)"으로 표시)에 의해 지배되는데, 이 영역은 가장 빠르게 성장하며, 최고 해상도 시뮬레이션에서만 세부적으로 볼 수 있습니다. 출처 : J. McCaffrey et al., Open Journal of Astrophysics(제출됨), 2023 우리의 기기와 시뮬레이션뿐만 아니라, 우리가 관찰하고 있는 은하계 자체에도 뭔가가 일어났음이 틀림없습니다. 그러려면 우리가 관측하고 있는 은하들의 특성을 면밀히 조사하고 분석해야 했습니다. 즉, 아주 멀리 떨어진 작은 붉은 점 은하, 그보다 덜 멀리 떨어진 유사한 은하, 그리고 우리가 발견한 다른 은하들의 집단, 즉 희미한 은하, 더 가까운 은하, 더 진화한 은하 등을 살펴봐야 했습니다.

이 아주 멀리 떨어진 은하들에는 분명히 어떤 현상이 일어나고 있었지만, 무슨 일이 일어나고 있는지 전체적인 맥락을 파악하기 위해서는 새로 관측한 은하들을 검토하는 것뿐만 아니라, 우리에게 더 친숙한 더 풍부하고 더 가까운, 더 후기에 존재했던 은하들과 비교해야 했습니다. 2023년 말에 한 가지 중요한 공헌이 인정되었습니다 . 바로 별 형성이 대부분의 천문학자들이 순진하게 가정했던 방식으로 일어나지 않았다는 사실입니다. 블랙홀 성장부터 별의 광도, 은하의 별 형성 속도에 이르기까지 우주에서 천체물리학적 과정이 지속 가능하게 발생할 수 있는 최대 속도가 있는데, 바로 에 딩턴 속도입니다 . 우리는 은하가 이 속도로 계속해서 새로운 별을 형성할 것이며, 그보다 더 높은 속도는 없을 것이라고 가정했습니다. 또한 은하 내에서 형성되는 별의 누적량은 우리가 관측한 은하에 의해 반영될 것이라고 가정했습니다.

하지만 실제 은하의 작동 방식은 이와 다릅니다. 은하들은 별폭발(starburst)이라고 불리는, 종종 슈퍼에딩턴 폭발(super-Eddington burst)을 통해 별을 형성합니다. 오늘날 별폭발은 주로 은하 병합 과정에서 은하의 작은 영역에서 발생하지만, 초기에는 은하 전체가 별폭발을 자주 겪으며, 그것도 아주 짧은 시간 동안만 발생합니다. JWST가 병합 과정에 있는 상호작용하는 한 쌍의 은하, IC 1623을 촬영했습니다. JWST의 세 가지 관측 장비인 MIRI, NIRSpec, NIRCam의 데이터를 사용하여 이 이미지를 구축했습니다. 중심부에서 진행 중인 별폭발은 강렬한 적외선 방출을 생성합니다.

초기 우주의 은하에서는 은하 전체가 별폭발을 경험할 수 있는데, 이는 은하 전체에 걸쳐 별들이 동시에 생성되는 현상으로, 비록 짧은 시간 동안만 지속될 수 있습니다. 출처 : ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus & A. Evans; 감사의 말: R. Colombari

폭발적인 별 형성은 은하의 관측된 밝기를 일시적으로, 그러나 상당히 증가시킬 것입니다. 만약 우리가 관측하는 것이 가장 밝은 천체라면, 지금 바로 폭발적인 별 생성을 겪고 있는 아주 먼 은하를 관측할 가능성이 가장 높다고 생각하는 것이 타당합니다. 이는 밝고 초기 은하가 풍부한 이유를 설명하는 데 상당한 도움이 될 수 있지만, 아직 완전히 설명하지는 못했습니다. 그러다 마침내 2024년 8월, CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science) 팀 의 과학자들이 네 번째 기여자를 찾아냈습니다 . 그것은 별에서 나오는 것이 아니라 은하 중심에서 발견되는 활성 초대질량 블랙홀에서 폭발적으로 방출되는 빛입니다.

오늘날 초대질량 블랙홀은 은하 내 총 항성 질량(즉, 별의 형태로 발견되는 총 질량)의 약 0.1%를 넘지 않습니다. 하지만 이전에 JWST 관측에서 밝혀진 바와 같이 초기에는 블랙홀이 모은 은하의 항성 질량보다 약 1%, 약 10%, 심지어 약 100% 더 무거울 수 있습니다. 다시 말해, 블랙홀은 그것을 품고 있는 은하에 비해 "초과질량"일 수 있으며, 결과적으로 지나치게 밝을 수도 있습니다. 이러한 초거대 활동 블랙홀은 일시적입니다. 즉, 매우 밝게 빛나는 시간은 아주 짧지만, 활동하는 동안 주변의 가스를 흡수하여 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 이렇게 가열된 가스는 적외선, 가시광선, 자외선, 심지어 X선까지 방출할 수 있습니다. 이러한 작은 붉은 점 은하들 대부분에 존재하는 활동적인 초거대 블랙홀의 기여를 고려함으로써 비로소 우리가 목격했던 초기 은하들이 JWST 시대의 맥락에서 마침내 의미를 갖게 되었습니다. 별뿐만 아니라 중심의 초대질량 블랙홀에서 나오는 빛까지 포함하면, 초기 은하에서 예상되는 밝기보다 더 밝은 현상을 설명할 수 있습니다.

 

이러한 추가적인 정보는 이 작은 붉은 점 은하의 관측된 풍부함을 설명할 수 있지만, 그 본질을 설명할 수는 없습니다. 이는 향후 연구를 통해 해결해야 할 문제로 남아 있습니다. 출처 : K. Chworowsky et al., 천문학 저널, 2024

그로 인해 큰 문제 하나가 해결되었지만, 새로운 수수께끼가 생겼습니다. 물론, 이제 우리가 이 밝고 초기 은하들의 풍부함을 이해할 수 있게 된 것은 정말 기쁜 일이었습니다. 그 은하들은 다음과 같은 요소들이 결합되어 존재했습니다. JWST의 광학적 과잉 성능, 가장 큰 씨앗 과밀도에서 형성된 은하의 과소평가, 별의 형성이 연속적이기보다는 폭발적이라는 사실, 그리고 이 작은 붉은 점 은하의 대부분은 별에 의해서가 아니라 중심부에 있는 블랙홀의 활동으로 인해 밝기가 향상된다는 사실입니다. 이러한 모든 요소를 ​​종합해 보면, 밝고 초기의 은하가 풍부한 것은 분명해집니다. 하지만 새롭게 제기된 수수께끼는 중요했습니다.

JWST 시대에 우리가 목격하고 있는 것은 이 작은 붉은 점 은하들이 두 가지 집단으로 나뉜다는 것입니다. 먼지 감쇠가 극히 낮은 집단은 내부에서 일어나는 폭발적인 별 형성으로 인해 대체로 밝고 점처럼 보입니다. 그리고 먼지가 더 많고, 초대질량 블랙홀 활동으로 인해 밝은 편이며, 하늘에서 더 길게 뻗어 있고 점처럼 보이지 않는 별들이 있습니다. 더욱 놀라운 점은 먼지가 풍부한 은하들은 주로 우주의 나이가 5억 5천만 년에서 15억 년 사이인 비교적 나중 시기에 발견되는 반면, 먼지가 극도로 부족한 은하들은 주로 우주 역사의 처음 약 5억 5천만 년 동안 존재했다는 것입니다. 두 가지 과학적 플롯: 위쪽은 세 가지 색상 상자로 은하의 히스토그램 대 Hα 감쇠(A(Hα))를 보여줍니다. 아래쪽은 먼지 대 별 질량 비율 대 A(Hα)를 보여주며, 각 점은 질량 상자별로 색상으로 구분되어 있습니다. 은하들은 발머 계열 방출선의 강도에 따라 존재하는 별의 질량 대비 먼지의 양을 기준으로 분류할 수 있습니다. 은하에는 여러 집단이 존재합니다.

 

먼지가 적은(파란색 점) 은하와 먼지가 많은(빨간색 점) 은하가 있는데, 먼지가 많은 은하일수록 후기에, 먼지가 적은 은하일수록 후기에 주로 발견됩니다. 출처 : D. Burgarella et al., 천문학 및 천체물리학 승인/arXiv:2504.13118v2, 2025

이것은 여러 가지 우주적 함의를 가지고 있기 때문에 정말 흥미롭습니다. 그러나 그 함의가 무엇인지 살펴보기 전에, 우리가 실제로 JWST 시대에 살고 있기 때문에 이러한 함의를 얻을 수 있다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 우리는 어린 우주에서 수천 개의 새로운 은하를 발견했고, 그중 100개 이상에 대한 NIRSpec 분광학 데이터를 얻었습니다. JWST의 기능을 사용하여 이러한 은하의 별 질량, 먼지 분율, 중원소 농축 수준(천문학자들이 금속성이라고 부르는 것) 등을 측정할 수 있습니다. 우리가 지금, JWST 시대에 살고 있기 때문에 이러한 초기 은하의 본질에 대해 알려줄 수 있는 중요한 데이터에 접근할 수 있습니다. 우리가 기억해야 할 것은 우주가 먼지와 함께 탄생한 것이 아니라는 것입니다. 먼지는 무거운 원소(탄소, 산소, 규소 등)의 존재를 필요로 하며, 이러한 원소들은 별이 이미 형성된 후에야 형성됩니다. 물론 우리가 보고 있는 은하들은 모두 이전에 별을 형성했지만, 별들이 살고 죽고, 별들이 살고 죽는 주변 지역에서 성간 물질로 먼지가 이동하려면 충분한 세대의 별들이 필요합니다. 초기 JWST 은하를 연구하던 과학자들이 매우 놀랍게도 발견한 것은, 연구자들이 GELDA( 분광학적으로 유도된 극히 낮은 먼지 감쇠를 가진 은하 )라고 부르는 저먼지 은하가 5억 5천만 년 이전의 시기에 발견된 모든 은하의 무려 83%를 차지하지만, 5억 5천만 년에서 15억 년 사이에 발견된 은하의 약 26%에 불과하다는 사실입니다. 먼지 대 별 질량 비율 대 은하 질량을 보여주는 산점도. 적색편이에 따라 색상이 구분되어 있습니다. JWST 초기 은하는 강조 표시되어 있으며, AGN과 GELDA 소스는 각각 X와 삼각형으로 표시되어 있습니다. 이 그림은 우주 역사 초기 약 15억 년 동안의 은하들을 보여줍니다. 적색편이를 기준으로 색상이 구분되어 있으며, 은하 내 먼지 질량 대 별 질량 비율(y축)에 따른 금속성 함량(x축)을 그래프로 나타냈습니다.

 

금속성이 낮은 은하의 대부분은 먼지가 적어 GELDA로 알려져 있으며, 초기 우주를 지배하는 반면, 후기 우주의 먼지가 더 풍부한 은하들은 중원소 함량이 훨씬 더 높습니다. 출처 : D. Burgarella et al., 천문학 및 천체물리학 승인/arXiv:2504.13118v2, 2025

또한, 먼지가 적은 겔다 은하는 다른 은하들보다 무거운 원소의 함량이 낮은 경향이 있습니다. 반면, 가장 밝고 먼지가 가장 풍부한 은하는 종종 다음과 같은 특징을 보입니다. 활성 초대질량 블랙홀에 의해 구동됩니다. 훨씬 더 높은 금속성을 가지고 있습니다(중원소가 더 풍부함), 그리고 주로 (그러나 전적으로는 아님) 우주의 후기에 나타납니다. 이를 통해 우리는 초기 우주의 놀라운 모습을 그려낼 수 있습니다.

JWST 이전 시대에는 완전히 불가능했을 것입니다. 이러한 데이터를 수집하고 분석하여 천체물리학에 대해 알려진 모든 지식과 결합해야만 그러한 그림을 완성할 수 있습니다. 우리가 살펴보고 있는 내용은 다음과 같습니다. 별이 처음 형성될 때는 주변에 먼지가 없습니다.대부분 수소와 헬륨인 중성 원자만 있습니다.별의 처음 몇 세대는 형성되고, 살고 죽으며, 우주 먼지의 첫 징후인 항성 먼지 생성을 생성합니다.그러나 1억 태양 질량에 해당하는 별이 생성될 때까지 생성된 항성 먼지의 양이 성간 물질에서 먼지 입자를 쌓고 성장할 수 없게 됩니다.

즉, 항성 질량이 적은 은하는 비교적 먼지가 없으며 이러한 은하는 GELDA 은하로 표시됩니다.이 은하는 우주 역사의 처음 약 5억 5천만 년 동안 주로 보이지만 다음 약 10억 년 동안도 (보여지는 은하의 총 수의 훨씬 작은 부분으로) 존재합니다. GLASS 조기 방출 과학 프로그램의 초기 결과는 적색편이와 질량이 다양한 범위에 걸쳐 있는 200개 이상의 은하를 보여줍니다. 이는 우주의 시간/진화 과정에서 다양한 질량과 단계에 걸쳐 은하가 어떤 모양을 띠는지 이해하는 데 도움이 되며, 매우 거대하고 매우 초기이지만 매우 진화된 모습을 보이는 은하들을 다수 발견합니다.

가장 큰 적색편이/거리를 보이는 가장 작은 질량의 은하들은 JWST 시대 이전에는 알려지지 않았던 비교적 독특한 은하 집단을 나타냅니다. 출처 : C. Jacobs, K. Glazebrook et al., arXiv:2208.06516, 2022

그러나 그 질량 한계점을 넘어서면 은하는 이제 은하 자체가 먼지가 풍부해지고 성간 물질에 먼지가 풍부해질 만큼 충분한 중원소로 충분히 풍부해집니다.이러한 은하는 중앙의 초대질량 블랙홀의 활동으로 밝기가 쉽게 향상되고 "현대" 은하, 즉 JWST 이전 시대에 우리가 알고 있던 은하 유형과 더 유사해 보이기 시작합니다.

우리가 보고 있는 가장 초기의 은하는 - 다시 말해 우주 역사의 처음 5억 5천만 년, 또는 z = 9 이상의 적색 편이에 해당하는 - 주로 먼지가 적고 거의 먼지가 없는 은하인 반면, 나중에 보이는 은하는 대부분 먼지가 풍부하고 중원소의 개체 수가 더 많고 전체적으로 별의 질량이 더 큰 더 진화된 은하입니다. 이것은 우주에서 은하가 어떻게 형성되고 성장하는지에 대한 완전한 종단 간 그림을 처음으로 제시합니다.먼지와 별이 없는 상태에서 시작합니다.처음 ~1억 개의 별 질량에 해당하는 별을 형성하면 무거운 원소를 만들고 별 먼지를 생성하기 시작하지만, 거기에 도달하는 데 걸리는 시간은 얼마든지 있습니다.이 "단계"는 대부분의 매우 초기 은하를 나타내며 JWST가 발견한 밝고 초기 은하의 과잉의 기원을 설명할 수 있습니다.

그러나 그보다 더 많은 별을 형성하면 먼지 입자가 형성되고 이러한 은하의 성간 매질에서 풍부하게 성장하기 시작하여 대부분의 활동 은하핵(AGN)을 포함하는 은하를 포함하여 우리에게 더 친숙한 현대의 후기 은하로의 전환을 표시합니다. 어떻게 된 일인지, 아직도 JWST의 초기 은하들이 우주를 파괴했고, 그 파괴가 돌이킬 수 없을 정도로 파괴했다는 주장에 기반한 대안적 우주론을 옹호하는 논문을 쓰는 사람들이 있습니다. 하지만 JWST는 우주를 파괴한 것이 아니라, 단지 우주의 원래 모습을 드러냈을 뿐입니다.

이제 우리가 우주를 보고 있는 이상, 과학을 제대로 연구하여 우주의 모든 것을 이해하는 것은 우리의 몫입니다.

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/jwst-break-universe-revealed/

 

메모 2508020532_소스1.내용정리 분석중【】

A. _[1-4】초기우주의 최초의 별은 안정적인 블랙홀 은하인 msbase4/qpeoms이다.

보기2.msbase4

05110613
14051203
15080902
01100716

그 이전에는 최초의 은하가 있었지만, 블랙홀이 없는 msbase3가 있었다. 그 은하는 단일 단위은하로써 msbase/1에서만 빅뱅의 극고온 적색편이로만 나타난다. 어허.

_[1-4.】 [우주의 별 형성 속도는 적색편이의 함수이며, 적색편이 자체가 우주 시간의 함수이다.] 전체 속도(왼쪽)는 자외선과 적외선 관측을 통해 도출되었으며, 시간과 공간에 걸쳐 놀라울 정도로 일관된다. 오늘날 별 형성은 전성기(3~5%)의 몇 퍼센트에 불과하며, 대부분의 별은 우주 역사의 처음 약 50억 년 동안 형성되었다는 점에 유의하라. 모든 별의 최대 약 15%만이 지난 46억 년 동안 형성되었다.

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모든 은하의 고향은 보기1.빅뱅 msbase3.galaxy 가장 큰 적색편이를 가졌다.

보기1.msbase3
040902
030507
080106

초기우주은 이들 msbase3.4. 기본은하을 통해 급속도로 안정적으로 확산되었다. 이들의 모습을 제임스웹이 본 것이면 매우 자연스런 현상이다.

_[1.】 JWST의 초기 은하들은 우주를 파괴하지 않았다. 오히려 우주를 드러냈을 뿐이다.

_[1-3.】 하지만 초원거리 우주에는 놀라운 사실이 기다리고 있었다. 우주에서 가장 먼 거리에 있는 은하들을 관측하기 시작하자마자, 우리는 예상보다 훨씬 더 많은 은하들이 존재한다는 사실을 발견했다. 은하들의 수가 더 많았을 뿐만 아니라, 특히 눈에 띄는 은하들은 다음과 같았다. [가장 밝은, 가장 높은 질량, 그리고 가장 진화된,] 이는 우리의 예측을 뒤엎는 결과였다. 실제로 가장 밝고 밝은 은하의 수는 우리의 가장 뛰어난 이론이 예측했던 것보다 100배가 넘었다.

처음에는 많은 사람들이 이것이 "우주를 파괴했다"거나 "표준 우주론 모형이 구제 불가능하다는 것을 보여주었다"고 주장했다. 하지만 JWST는 우리 우주를 파괴한 것이 아니라, 단지 우주를 드러냈을 뿐이다. JWST가 과학 연구를 시작한 지 거의 3년이 지난 지금, 우리는 마침내 무슨 일이 일어났는지 이해하게 되었다.

말인즉, 제임스 웹이 나의 magicsum.universe 우주론의 초기 우주를 잘 드려다 보고 있음이여. 으음. 웹이 본 모든 우주는 magicsum 우주론에서 더 깊게 설명할 수 있다.