은하는 하늘의 별만큼이나 많은데, 지금도 만들어지고 있을까. 새롭게 탄생하는 은하가 가능할까. 이에 대한 대답은 "예스"이기도 하고 "노"이기도 하다. 은하가 탄생한 수십억년전의 우주와 현재의 우주는 매우 다르기 때문에 은하가 새로 탄생할 수는 없다. 그러나, 은하끼리 부딪히고, 큰 은하가 작은 은하를 집어삼키기도 하면서 새로운 은하들이 만들어질 수는 있다. 

제임스웹 우주망원경(JWST)이 심우주의 다양한 모습들을 포착하면서 우리는 아주 많은 천체현상들을 새롭게 알아가고 있다. 최근 NASA와 제임스웹을 운영하는 STSI는 제임스웹 우주망원경의 첫번째 이미지 공개 2주년을 맞아 충돌 중인 은하계 Arp 142, 일명 '펭귄 은하'를 공개했다. 언뜻 보면 하나의 별무리처럼 보이지만, 제임스웹의 섬세한 시각으로 인해 은하들과 다양한 별무리들이 뒤엉켜 있는 모습을 알 수 있다. 

제임스웹 우주망원경이 촬영한 '펭귄 은하'와 '알 은하'. 근적외선과 중적외선으로 찍은 영상을 합성했다. / JWST

'2 for 2.' 제임스웹 2주년을 축하하는 은하 2개를 STSI는 이렇게 표현했다. 

미국 항공우주국 NASA가 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)과 함께 운영하는 제임스웹 우주망원경이 과학임무 2주년을 맞아 현지시간 7월 12일 최신 우주 사진을 공개했다. 적외선으로 포착한 신비한 사진에는 한 쌍의 서로 얽힌 은하가 담겨 있다.

NASA와 우주망원경과학연구기구(STSI), 스페이스닷컴 등에 따르면, 제임스웹이 펭귄(Penguin, 공식명칭 NGC 2936)과 알(Egg, NGC 2937)이라는 별명의 이웃 은하계 'Arp142'를 관측한 결과, 펭귄과 알은 수천만 년 동안 엉켜 있었다. Arp142는 바다뱀자리 방향으로 지구와의 거리는 3억2600만 광년(1광년은 약 9조4600억km). 별과 가스의 푸른 안개로 둘러싸인 두 은하는 수억년 뒤 결국 하나로 합쳐질 것으로 보인다. NASA는 40억년 후에 우리 은하와 안드로메다 은하에서도 이와 같은 상호 작용이 일어날 것으로 예상한다.

NGC 2936은 펭귄을 닮은 왜곡된 나선 은하이고, NGC 2937은  둥근 알을 연상시키는 타원 은하다. 제임스웹의 4개 기기 가운데 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선 기기(MIRI)가 포착한 펭귄과 알은 느릿느릿 우주 춤을 추고 있는 듯이 보인다. 펭귄에는 가스와 먼지가 풍부해서 새로운 별을 쏟아내고 있다. 반면 알은 노화된 별들로 가득하고 콤팩트한 모양을 유지하고 있다. 두 은하는 약 10만 광년 떨어져 있는 것으로 추정되는데, 이는 천문학적으로는 놀랄 만큼 가까운 거리. 10만광년은 우리 은하 크기에 해당한다.

한편, 파티를 즐기는 펭귄과 알의 오른쪽 위에 또 다른 은하 PGC 1237172가 있다. 두 은하보다 지구에 1억 광년 더 가까운 이 은하는 푸른색의 아기별들로 가득 차 있다. 이 은하는 파장이 좀 더 긴 중적외선 기기로 관측한 사진에서는 보이지 않는다. 별이 생긴 지 오래 되지 않았기 때문이다.

허블우주망원경의 뒤를 잇는 제임스웹은 지구에서 태양 반대쪽으로 160만km 떨어진 우주에서 관측 활동 중이다. 우주망원경 가운데 가장 크고 강력한 제임스웹은 2021년 12월 25일에 발사, 6개월 동안 시운전을 거친 뒤 2022년 7월 12일 첫 공식 이미지를 선사했다. 이후 우주의 신비를 밝혀주는 놀라운 이미지를 과학자들에게 제공해 천문학의 지평을 넓혀주고 있다.

빌 넬슨 NASA 국장은 “제임스웹은 우주 구석구석에서 거의 태초로 거슬러 올라가는 놀라운 이미지를 통해 우리 천체 주변에 새로운 빛을 비추고 미래 세대의 과학자, 천문학자 및 탐험가에게 영감을 주고 있다”고 평가했다. 마크 클램핀 NASA 천체물리학 책임자도 "제임스웹은 2년 만에 우주에 대한 우리의 관점을 변화시켜 세계적 수준의 과학을 가능하게 했다"며 “웹이 초기 우주의 오랜 미스터리에 대한 통찰력을 제공하고 먼 세계를 연구하는 새로운 시대를 열어주고 있다”고 강조했다.