은하수보다 수 배 무거우면서도 거의 회전하지 않는 초기 우주의 거대 은하를 웹이 포착했다

웹이 은하수보다 별이 수 배나 많으면서 회전하지 않는 은하를 잡아냈다. 내부 움직임은 거의 모두 무작위다. 별들은 공통 축을 중심으로 도는 것이 아니라 사방으로 흩어져 움직인다. 이런 느린 회전 은하는 현재 우주에서는 익숙한 존재로, 오랜 병합사의 결과로 자라난 거대한 성숙 타원은하의 모습으로 나타난다. 우주가 아직 갓 태어났을 무렵에 완성형 은하가 이미 자리 잡고 있었다는 사실은, 이런 은하가 만들어지는 데 수십억 년이 필요하다는 통념을 흔든다.

팀은 제임스 웹 우주망원경으로 XMM-VID1-2075와 비슷한 나이의 다른 은하 두 곳의 내부 움직임을 지도로 그렸다. 각 은하의 양쪽에서 물질이 어떻게 움직이는지 추적해, 질서 잡힌 자전과 무작위한 별 운동을 비교했다. XMM-VID1-2075에서는 측정 가능한 회전이 거의 없었고, 다른 두 은하는 평범한 나선 은하처럼 움직였다.

규모 감각을 위해 비교하자면, 은하수와 대다수 나선 은하는 평평한 원반을 따라 별이 초당 수백 킬로미터로 움직이는 질서 잡힌 자전이 지배한다. 느린 회전 은하는 완전히 다르게 생겼다. 대체로 구형이거나 럭비공 모양이며, 별들이 무질서하게 떠돈다. 가까운 우주에서는 우주 역사의 거의 전체 시간을 들여 거듭된 병합으로 짜맞춰진 거대 타원은하들이다. 우주의 나이가 20억 년에 못 미치던 시점에 그런 완성형 은하를 본다는 것은, 은하가 느린 재료들을 건너뛸 수 있다는 뜻이다.

팀이 가장 그럴듯하게 보는 지름길은 단 한 번의 대규모 병합이다. 비슷한 질량의 두 은하가 정면으로 충돌하면 기존 자전을 지워버리고, 무작위 운동으로 지탱되는 시스템 — 즉 영겁이 아니라 우주적 몇 분 안에 만들어진 완성형 타원은하 — 을 남길 것이다. 이번 사례는 어린 우주의 물리가 현재 모델이 허용하는 것보다 훨씬 강하게 은하 조립을 압축할 수 있음을 시사한다.

결과는 세 은하에 근거하며, 그 가운데 주인공은 하나뿐이다. 이런 거리의 은하 전체 운동학을 추정하려면 먼지, 시선 방향, 그리고 웹의 스펙트럼을 실제 별 운동으로 옮기는 방식에 대해 가정이 필요하다. 천문학자들은 이제 비교할 다른 초기 비회전 은하들을 찾고 있다. 만약 XMM-VID1-2075가 외톨이 사례로 남는다면, 단일 병합 형성은 일상적인 경로가 아니라 변두리 경로로 머무를 것이다.

다음 단계에서는 다가오는 웹 관측 주기에 표본을 넓혀, 결과를 은하 형성 시뮬레이션과 맞춰볼 예정이다. 논문은 2026년 5월 4일 Nature Astronomy에 실렸다.