우주의 끝을 알고 싶은 당신에게… [달콤한 사이언스]
유용하 기자
수정 2024-09-09 14:00
입력 2024-09-09 14:00
濠·美·英 연구팀, 은하끼리 상호작용 연구
“은하, 우리가 생각한 것보다 훨씬 크다”
미국 항공우주국(NASA) 제공
불야성을 이루는 도시에서는 밤하늘 별을 보기 쉽지 않다. 그렇지만, 도심에서 조금만 벗어나면 수많은 반짝이는 별들을 볼 수 있다. 별들을 보면서 누구나 한 번쯤 우주는 얼마나 넓을지, 은하는 어디서 끝나는지 궁금증을 가진다.
호주 스윈번 기술대, 3차원 천체물리학 우수 연구센터, 미국 오클라호마대, 텍사스 오스틴대, 캘리포니아공과대(캘텍), 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 영국 더럼대 공동 연구팀은 우리은하가 가장 가까운 이웃 은하인 안드로메다은하와 상호 작용을 해 기존 생각보다 훨씬 크다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 9월 6일 자에 실렸다.
우주가 얼마나 큰가라는 질문은 은하를 둘러싼 가스인 ‘주변은하 매질’을 살펴보기 전에는 쉽게 밝혀낼 수 있을 것처럼 생각된다. 은하 원반을 감싸고 있는 별들로 이뤄진 구체의 구름을 일컫는 헤일로는 암흑 물질을 제외하고 은하 질량의 약 70%를 차지한다. 이렇게 상당한 부분을 차지하고 있음에도 여전히 베일에 싸여 있다.
이전에는 퀘이사 같은 배경 물체에서 방출되는 빛을 측정해 은하 주변 가스를 관찰했지만, 여전히 은하의 비밀을 풀기에는 부족했다. 이에 연구팀은 미국 하와이의 마우나케아 천문대 소속 켁 천문대에 있는 지름 10m급 천체망원경을 이용해 2억 7000만 광년 떨어져 있는 별 폭발 은하의 ‘주변은하 매질’을 관찰했다. 켁 천문대의 천체 망원경은 세계에서 가장 큰 광학 망원경으로 알려져 있다. 연구팀은 켁 천체 망원경의 첨단 분광기인 ‘켁 코스믹 웹 이미저’(KCWI)라는 장치를 활용해 은하 바깥으로 10만 광년 더 확장된 가스 구름의 빛을 감지했다. 우리가 볼 수 있는 별빛은 별 중심에서 7800광년 떨어진 곳까지였다.
지금까지는 은하 내 가스 관측은 단일 스펙트럼만 얻었지만, KCWI는 하나의 영상에서 수천 개의 스펙트럼을 동시에 얻을 수 있어 은하 내부에서 벌어지는 일을 좀 더 자세히 파악할 수 있게 됐다. 연구팀에 따르면 주변은하 매질의 헤일로를 영상으로 찍을 수 있는 것은 이번이 처음이다. 영상 분석 결과, 은하 내에서 별들이 일반적 조건과는 다른 요인으로 가열돼 빛이 확산 방출된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 우리은하와 이웃한 안드로메다은하의 주변 매질이 이미 겹치고 상호작용하고 있을 가능성이 높다고 예측했다.
연구를 이끈 니콜 닐슨 호주 스윈번 기술대(천체물리학)는 “이번 연구 결과는 은하가 어디서 끝나는지, 어떻게 진화하는지를 묻는 말에 대한 새로운 단서를 제공한다”라며 “특정 은하의 영향력이 멈추는 지점과 다른 은하에 합류하는 지점을 구분함으로써 서로 다른 은하들이 어떻게 상호작용하고 어떤 영향을 미칠 수 있는지 파악할 수 있다”라고 말했다. 닐슨 교수는 “이번 연구로 은하가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 크다는 점을 일 수 있게 됐다”라고 덧붙였다.
유용하 과학전문기자
