미국 알래스카 하늘에 오로라와 이를 휘감은 기이한 소용돌이 형상이 떠올라 화제에 올랐다. 18일(이하 현지시간) AP통신 등 외신은 지난 15일 이른 아침 알래스카 주 페어뱅크스 하늘에 마치 우주의 다른 먼 곳으로 통할 것 같은 '포털'이 그려졌다고 보도했다. 마치 나선은하를 축소해 놓은 듯한 소용돌이 형상의 이 빛은 이날 오전 몇 분 동안 새벽 하늘에 떠 있다가 사라졌다. 특히 이 모습은 당시 하늘을 휘감은 녹색빛의 오로라와 함께 펼쳐져 좀처럼 보기힘든 장관을 연출했다. 한때 '외계인의 침공' 혹은 '우주의 포털'이라는 각종 음모론이 난무했던 이 소용돌이 형상의 정체는 사실 인간과 자연이 만들어낸 '작품'이다. 인간이 발사한 로켓 엔진 노즐에서 나오는 배기 가스가 어슴푸레한 태양빛에 비추면서 생성되기 때문. 실제 이같은 현상이 발생하기 3시간 전 미국 캘리포니아 반덴버그 우주기지에서 25개의 인공위성을 탑재한 스페이스X의 로켓이 발사됐다. 알래스카 대학 페어뱅크스 지구물리학 연구소 던 햄프턴 교수는 "스페이스X의 로켓에서 뿜어져 나온 연료의 여분이 하늘에 남아서 이같은 현상이 생긴다"면서 "그리 흔하게 볼 수 있는 광경은 아니다"라고 밝혔다.한편 스페이스X의 로켓은 과거에도 발사 후 여러차례 밤하늘에 기이한 형상을 만든 바 있다. 지난해 5월에는 플로리다 주와 조지아 주 일부 지역에서 로켓 발사 후 마치 해파리같은 형상이 밤하늘에 펼쳐져 화제를 모으기도 했다. 또한 그로부터 한달 후에도 뉴질랜드 밤하늘에 마치 나선은하를 축소해놓은 듯한 ‘작품’이 밤하늘에 그려졌다.

제임스 웹 우주망원경은 관측을 시작한 지 1년도 되지 않아 과학계를 떠들썩하게 만든 관측 결과를 여럿 내놓았다. 특히 제임스 웹 우주망원경이 발사되기 전까지 최고의 우주망원경이었던 허블 우주망원경으로도 흐릿하게 보였던 천체를 상세히 관측해 놀라움을 선사했다. 미국 텍사스 대학 샤르드하 조기 교수가 이끄는 연구팀 역시 이런 경험을 공유했다. 연구팀은 제임스 웹 우주망원경을 이용해 84~110억 광년 떨어진 초기 은하를 관측했다. 이 시기는 우주 나이의 20~40% 정도 되는 시기로 우리은하 같은 대형 나선은하는 드물었고 원시적인 소형 은하들이 합체를 반복하면서 성장하던 때였다. 하지만 허블 우주망원경은 이 시기 은하 가운데도 이미 나선은하의 형태를 취한 것들이 있다는 사실을 발견했다. 다만 허블 우주망원경으로도 이 거리에서는 대부분의 은하가 작은 점처럼 보이기 때문에 나선은하가 맞는지 확신하기 어려웠다. 제임스 웹 우주망원경으로 같은 은하를 다시 확인한 연구팀은 이 은하들이 나선은하인 것은 물론이고 우리은하처럼 중심부에 막대 구조를 지닌 막대나선은하라는 사실을 발견했다. 지구에서 110억 광년 떨어진 EGS23205 은하의 경우 허블 우주망원경 사진에서는 소용돌이처럼 보이긴 해도 다소 확실치 않은 모습이었다면 제임스 웹 우주망원경은 나선 구조와 막대, 그리고 위성 은하의 모습까지 명확히 나타났다.(사진 참조) 연구팀은 이런 사례를 다수 확인했다.연구팀은 허블 우주망원경을 뛰어넘는 제임스 웹 우주망원경의 강력한 성능을 유감없이 활용해 나선은하가 우주 역사의 초기부터 매우 발전된 형태로 진화할 수 있다는 것을 확인했다. 나선은하 중심에 생기는 막대 구조는 단순한 형태학적 특징이 아니라 사실 가스를 끌어당겨 별 생성 속도를 10~100배 정도 빠르게 만드는 중요한 역할을 한다. 일부 대형 은하에서 이런 구조가 우주 초기부터 나타난 이유는 명확하지 않지만, 제임스 웹 우주망원경이 아니었다면 알 수 없었던 사실을 확인한 점은 확실하다. 우주를 들여다보는 인류의 눈인 제임스 웹 우주망원경은 앞으로도 인류의 지식을 한 단계 더 높여줄 것으로 기대된다. 

유럽우주국(ESA)이 지난 29일(현지시간) 제임스웹 우주망원경과 허블우주망원경이 촬영한 이미지로 만든 ‘유령은하’의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 유령은하는 수많은 천체를 나선처럼 품고 있는 나선은하로 ‘메시에 74’(M74)로 불린다. M74는 표면 밝기가 높지 않아 아마추어 망원경으로는 관측하기 어려워 유령은하라는 별칭을 갖고 있다. 왼쪽 사진은 가시광선과 근적외선 스펙트럼으로 천체를 보는 방식인 허블우주망원경으로 M74를 포착한 모습. 오른쪽 사진은 적외선 관측으로 특화된 제임스웹 우주망원경으로 찍은 모습. 가운데 사진은 두 사진 데이터를 결합해 M74의 형상을 보완한 것이다. ESA 제공

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)과 지금도 '노익장'을 과시하고 있는 허블우주망원경이 흥미로운 '합작품'을 내놨다. 지난 29일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 이미지로 만든 '유령은하'(Phantom Galaxy)의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 물고기 자리에 위치한 유령은하는 수많은 천체를 나선처럼 품고있는 나선은하로 '메시에 74'(이하 M74)로 불린다. 지구와 거의 마주하고 있는 M74는 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로는 관측하기 쉽지 않아 유령은하라는 으스스한 별칭을 갖고있다. 특히 M74는 다른 나선은하에 비해 나선팔이 확실하게 두드러지는 특징을 보여 이에대한 기원과 구조를 연구하는 천문학자들에게 좋은 관측대상이다.과거 심연의 우주 속에 유령처럼 숨어있던 M74를 확실히 드러낸 것은 허블우주망원경이었다. 그리고 최근 웹 망원경도 M74를 촬영했는데 두 이미지를 합치면 보다 생생한 은하의 '진면목'을 들여다 볼 수 있다. 먼저 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블우주망원경은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다. ESA 측은 "웹 망원경의 '날카로운' 시야는 이미지 중앙에서 바깥쪽으로 휘어지는 거대한 M74 나선 팔의 섬세한 구조를 드러낸다"면서 "허블 등 기존 관측 데이터에 웹 관측 결과를 추가하면 은하에서 별이 생성되는 영역을 정확히 찾아낼 수 있다"고 설명했다.  

마치 ‘우주의 역사’를 이끄는듯한 수레바퀴 모양 천체가 제임스 웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 의해 새로운 역사로 기록됐다. 지난 2일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 포착한 바퀴처럼 생긴 ‘수레바퀴 은하’(Cartwheel Galaxy)의 모습을 사진으로 공개했다. 수레바퀴 은하는 지구에서 5억 광년 떨어진 남반구 별자리인 조각가 자리에 위치해 있으며 지름은 15만 광년으로 우리은하보다 50% 더 크다. 특이한 모양만큼이나 흥미로운 은하지만 기존 가시광에 특화된 허블우주망원경으로는 먼지와 가스로 가려져 있는 은하의 안을 자세히 들여다볼 수 없었다. 그러나 최첨단인 웹 망원경은 적외선으로 수레바퀴 은하의 먼지 구름을 관통해 은하의 바깥 고리의 별 형성 영역과 안 고리 내의 어린 별 무리가 형성되고 있는 모습을 담아냈다.허블우주망원경과 웹 망원경을 운영하는 우주망원경과학연구소(STScI)는 "두 개의 고리가 '연못의 잔물결'처럼 은하 중심에서 바깥쪽으로 확장하고 있다"면서 "외부 고리가 팽창하면서 은하를 둘러싸고 있는 먼지와 가스를 바깥쪽으로 밀어내 별 형성을 촉발한다"고 밝혔다. 이어 "새로운 별이 탄생하는 영역은 이미지에서 작은 파란색 점으로 나타나며 특히 바깥 고리에 집중되어 있다"고 덧붙였다. 한편 수레바퀴 은하는 원래 우리은하와 비슷한 모습의 나선은하였다. 그러나 오래 전 작은 은하가 수레바퀴 은하와 충돌하며 관통했고 이로인해 이같은 모습으로 변했다는 것이 전문가들의 추측이다. 곧 호수에 돌을 던졌을 때 나타나는 파동이 우주에 그림처럼 새겨진 것이다.　 

‘인류의 눈’ 제임스웹 우주망원경(이하 웹 망원경)이 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 나선은하 메시에 74(이하 M74)를 포착했다. NGC628로도 알려진 M74는 대부분 은하보다 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로 관측하기가 쉽지 않아 ‘유령 은하’라는 별명도 갖고 있다. 덴마크 코펜하겐대 닐스보어연구소 산하 우주여명센터 천문학자 가브리엘 브래머 박사는 18일(현지시간) 트위터에 웹 망원경의 관측 데이터로 만든 유령 은하 사진 한 장을 공개했다. 천문학자들, 웹 망원경 데이터 사용 시작 데이터는 지난 17일 웹 망원경이 수집해 미국 메릴랜드주 볼티모어 소재 우주망원경 기록 보관소인 미컬스키 우주망원경 아카이브(MAST)에 보낸 것이다. 아카이브는 웹 망원경뿐 아니라 허블 우주망원경 등 NASA 망원경 16개가 수집한 공개 데이터를 보관한다. 웹 망원경 홍보담당 천문학자 크리스틴 풀리엄은 해당 사진이 실제 웹 망원경의 관측 데이터에서 나온 것이라고 밝혔다. 그러면서 웹 망원경의 데이터 중 일부는 NASA 소속 연구진이 분석하도록 1년간 비공개로 두지만, 나머지 데이터는 다른 전문가도 볼 수 있도록 아카이브에 저장한다고 덧붙였다. 이번 은하 사진에서 보라색을 띠는 나선팔은 실제로 보라색은 아니다. 은하를 구성하는 다환 방향족 탄화수소(PAH)라는 분자가 복사선을 방출해 보라색으로 보이는 것이다.해당 데이터를 사용한 사진은 다른 전문가도 공개하고 있다. 여러 망원경 데이터로 인근 은하를 고해상도로 관찰하는 프로젝트인 팡스 서베이(PHANGS Survey)의 연구원 주디 슈미트 박사는 허블 망원경보다 세부적인 요소를 자세히 보여주는 은하 사진을 플리커에 공유했다. 이는 웹 망원경이 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블 망원경과 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경인 덕분이다. 긴 파장의 적외선으로 관측하면 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지도 뚜렷하게 볼 수 있다. NASA, 웹 망원경 첫 선물 공개미 항공우주국(NASA)은 지난 12일 웹 망원경이 처음 수집한 선물 같은 이미지를 대거 공개했다. 가장 먼저 행성상 성운인 ‘남쪽 고리 성운’ 사진이 공개됐다. 지구에서 약 2000광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로, 가스구름이 팽창하는 모습이 담겼다. ‘8열 행성’으로도 불리는 데 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.그다음 공개된 사진은 1877년 처음 발견된 소은하군 ‘스테판 5중주’다. 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리에 있는데 은하 5개 중 네 개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복해 춤추는 은하로도 불린다. NASA는 “은하들이 충돌하는 장면이다. 은하들이 중력 작용의 춤을 추면서 서로 끌어당기고 있다”고 소개했다.‘별들의 요람’으로 잘 알려진 용골자리 성운이 품은 ‘우주 절벽’과 아기별들의 화려한 이미지도 공개됐다. 용골자리 성운은 지구에서 약 7600광년 떨어져 있으며, 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나로 꼽힌다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다.특히 NASA는 머나먼 우주에서 수증기 형태의 물을 확인했다고 밝혀 과학계를 흥분시켰다. 지구에서 1150광년 떨어진 외계행성 WASP-96b의 분광 자료를 분석한 결과 수증기 형태의 물을 확인했다는 것이다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다. 이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜준다”고 설명했다. WASP-96b는 봉황자리에 있는 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다. 2014년 발견된 이 행성은 3~4일 공전 주기로 항성을 돈다.NASA는 전날 백악관 행사를 통해 은하단 SMACS 0723 이미지도 공개했다. 사진에는 130억 년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다. 웹 망원경은 어디 있나웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주점’(L2) 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.

사하라 사막에서 보는 안드로메다 은하의 모습이 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 11일 자에 게재되어 우주 마니아의 눈길을 끌고 있다. 이 은하는 우리에게 중요한 사실 하나를 알려주고 있기 때문이다.  우리가 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 거리는 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 무려 250만 광년을 볼 수 있다. 그 증거는 바로 밤하늘의 안드로메다 은하다. 오늘밤 당신의 망막에 도달한 안드로메다 은하의 빛은 지금으로부터 250만 년 전에 그 은하를 출발한 빛인 것이다. 이는 또 당신이 가장 먼 과거의 대상을 보고 있다는 뜻이기도 하다. 우주에서는 이처럼 공간이 곧 시간이기 때문이다. 우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 대부분의 별이나 성단, 성운 등은 우리은하 내에 있는 것들로서, 거리는 대략 몇백 광년, 몇천 광년 정도 되는 것이다. 그러니까 오늘밤 당신이 보는 그들의 모습은 사실 몇백 년 전 또는 몇천 년 전의 모습이라 할 수 있다. 빛의 초속 30만㎞로 유한하기 때문에 일어나는 현상이다. 만약 빛의 속도가 무한하다면 온 우주의 것들이 동시에 우리 눈으로 쏟아져 들어와 정신을 차릴 수 없게 될 것이다. 빛의 속도가 유한한 것이 퍽 다행스런 일이라 하겠다. 어쨌든 우리가 맨 눈으로 볼 수 있는 가장 멀리 있는 것은 안드로메다 은하인데, 위의 사진은 M31로도 알려진 이 은하의 모습을 지난달 모로코의 사하라 사막에서 확대 촬영한 것이다. 위의 이미지는 3개의 배경과 1개의 전경 노출을 조합한 것이다. 모두 같은 카메라로 같은 장소, 같은 날짜에 촬영되었으며, 전경 이미지는 저녁 어스름녘에 찍은 것이다. 이미지의 중앙을 지배하는 안드로메다 은하의 중심핵 바로 위에 보이는 밝은 빛 뭉치는 M31의 위성 은하인 M110이다. 우리 은하수의 이웃 은하를 직접 눈으로 보는 것은 멋진 일이지만, 장시간 카메라에 노출시키면 숨이 멎을 듯한 디테일한 모습을 많이 포착할 수 있다. 안드로메다 은하는 우리은하의 약 2배나 되는 지름 20만 광년에 이르는 거대한 나선은하로, 약 1조 개의 별을 포함하고 있다. 최근 데이터에 따르면, 우리은하가 약 40억 년 후 안드로메다 은하와 충돌하여 합병될할 것이라 한다. 성미 급한 천문학자들은 벌써 그 합병된 은하의 이름까지 지어놓았다. ‘밀코메다’라고.

지난 19일(현지시간) 뉴질랜드 밤하늘에 마치 나선은하를 축소해놓은 듯한 '작품'이 밤하늘에 그려졌다. 지난 19일(현지시간) 뉴질랜드 현지언론은 이날 밤 남섬(South Island) 등 지역 곳곳에 푸른빛으로 휘감긴 기이한 소용돌이 형상이 밤하늘에 떠올랐다고 보도했다. 푸르게 빛나며 이동한 이 나선은 이날 오후 7시 경 처음 하늘에 나타났으며 이후 소셜미디어네트워크(SNS)를 타고 큰 화제로 떠올랐다. 한 주민은 "나선이 마치 밤하늘의 행성이나 별처럼 보였다"면서 "하늘을 가로질러 움직이는 모습이 너무나 아름다웠다"고 밝혔다.실제 주민들이 촬영해 SNS에 공개한 이미지를 보면 특이한 형상이 마치 우리은하와 같은 나선은하를 축소해 놓은듯한 모습이다. 처음 나선이 하늘에 떠오른 직후 그 정체를 놓고 SNS 상에서 각종 추측이 이어졌으나 정답은 곧 나왔다. 전문가들에 따르면 이 나선은 스페이스X의 팰컨9 로켓이 만든 것이다. 앞서 스페이스X는 이날 오전 12시 27분(미 동부시간 기준) 미국 플로리다 주의 케이프 커내버럴에서 팰컨9 로켓을 쏘아올렸다. 　이후 뉴질랜드 하늘에는 신기한 형상이 나타났는데 이는 팰컨9의 로켓 엔진 노즐에서 나오는 배기 가스에 의해 생성된 것이다. 수평선 너머 어슴푸레한 태양빛이 배기 가스를 비추면서 하늘에 이같은 그림을 그린 셈.실제로 팰컨9 로켓은 과거에도 발사 후 여러차례 밤하늘에 기이한 형상을 만든 바 있다. 지난 달에도 플로리다 주와 조지아 주 일부 지역에서 로켓 발사 후 마치 해파리같은 형상이 밤하늘에 펼쳐져 화제를 모으기도 했다. 자연과 인간이 밤하늘에 합작품을 만들어내는 셈이다.

우리은하의 별을 관측하는 우주망원경이 은하가 탄생한 지 불과 20억 년이 지났을 무렵 우리은하에 무슨 일이 일어났는지를 보여주고 있을 뿐만 아니라, 곧 공개될 데이터를 통해 천문학자들은 우리은하의 훨씬 더 먼 과거를 엿볼 수 있게 될 것으로 예측하고 있다.  유럽 ​​우주국(ESA)의 가이아 탐사선은 허블 우 망원경이나 제임스웹 우주망원경과 같이 우리에게 친숙한 이름이 아니지만, 가이아 임무는 현재 가장 과학적인 논문을 생산하고 있으며, 연구원들이 말하듯이 우리은하의 역사에 대한 이해에 있어 전례 없는 도약을 가능하게 했다.  가이아는 웹이나 허블과는 다른 방식으로 작동한다. 가이아는 우주에서 하나의 목표물에 초점을 맞춰 관찰하는 것이 아니라, 하늘 전체를 쉼없이 스캔한다. 지구에서 약 150만km 떨어진 라그랑주 2포인트에 자리 잡은 한국의 갓 모양을 한 이 망원경은 하늘에서 가장 밝은 별 20억 개를 관찰한다. 지상 베이스의 망원경과는 달리 지구 대기에 의한 왜곡현상이 없는 관측이 가능하다.  허블이나 웹과는 달리 가이아는 먼 별과 은하의 세부사항을 드러내는 경이로운 이미지를 캡처하는 데 중점을 두지 않는다. 그보다 탐사선은 몇 가지 기본 매개변수, 즉 지구로부터 별의 거리, 별이 우주공간을 통과하는 속도, 하늘과 3차원에 나타나는 운동방향의 관측에 집중한다.  우주의 물체는 물리법칙을 따르기 때문에 과학자들은 은하의 진화를 형성한 사건을 선택해 과거와 미래에 걸쳐 수십억 년 동안 그 별의 궤적을 모델링할 수 있다. 은하 고고학으로 알려진 학문은 2013년 가이아가 출범한 이후 엄청나게 성장했으며, 6월 13일 새로운 데이터 공개가 연구를 강화할 것으로 보인다.  네덜란드 라이덴 대학의 천문학자이자 가이아 데이터 처리 및 분석 컨소시엄 의장인 앤터니 브라운은 "우리는 여전히 은하수의 기원에 대한 세부사항을 밝히기 위해 노력하고 있다"고 전제하고 "새로이 공개되는 데이터를 얻는다면 연구가 훨씬 빨리 진척될 것"이라고 밝혔다. 별빛에 모든 것이 들어 있다 이 새로운 데이터에는 천문학자들이 천체 물리학적 매개변수라고 부르는 것이 포함되어 있다. 관찰된 별의 빛 스펙트럼(기본적으로 별의 물리-화학적 특성을 나타내는 지문)에서 파생된 천체 물리학적 매개변수는 관찰된 별의 나이, 질량, 밝기 수준 그리고 경우에 따라 상세한 화학적 구성을 나타낸다.  ESA의 가이아 프로젝트 과학자인 조스 드 브루너는 "별의 스펙트럼을 분석하면 정말 그 별의 거의 모든 것을 알게 된다"라고 말하면서 "마치 익명의 사람들 그룹에서 그들의 이름과 나이와 출신 지역을 알게 되는 것과 마찬가지"라고 덧붙였다.  6월 13일 발표된 데이터 덕분에 천문학자들이 '만나게 되는' 별들의 그룹은 5억 개의 별로 구성되어 있으며, 이는 가이아가 관찰하는 별의 4분의 1에 해당한다. 이 정보는 천문학자들이 우리은하를 형성한 사건의 순서를 바로잡는 데 도움이 될 것이며, 이에 대해 브라운은 "실제로 은하 형성의 역사를 푸는" 것이라고 강조한다. 은하의 역사는 충돌의 역사  브라운의 설명에 따르면, 천문학자들은 우리은하가 빅뱅 이후 약 8억 년에 형성되기 시작했으며, 10억 년에서 20억 년 사이의 집중적인 형성 기간을 거쳤다고 생각한다. 이 형성 기간에 다른 은하들과의 숱한 충돌이 일어났으며, 이러한 과정을 거쳐 점차 오늘날 우리가 보고 있는 은하처럼 모양을 갖추어갔다. 즉 2,000억 개의 별을 포함하는 거대한 나선은하로 발전한 것이다. (가이아는 그 중 약 1%만 관측한다.)  이전에 발표된 가이아 데이터에서 연구원들은 초기 충돌의 흔적을 은하계를 통해 파문을 일으키며 별의 움직임에 영향을 미치는 파동 형태에서 발견했다. 이러한 충돌 중 가장 중요한 것은 가이아 엔셀라두스라는 은하와의 충돌이었다. 그 은하는 약 100억 년 전 두 은하가 충돌했을 당시 우리은하보다 크기가 약 4분의 1밖에 안되었다. 가이아 데이터에 따르면, 충돌은 은하의 원반을 둘러싸고 있는 희박한 별들의 구인 은하의 헤일로를 발생시켰다고 가이아 데이터가 밝혔다.  브라운은 "현재 우리는 이 가이아 엔셀라두스와의 충돌이 우리은하가 겪은 마지막 중요한 은하 합병이라고 생각한다"고 덧붙였다. ​대-소 마젤란 은하가 우리은하와 충돌한다 6월 13일 데이터 발표를 기다리는 천문학자 중에는 네덜란드 흐로닝겐 대학 천체물리학 박사후 연구원인 에두아르도 발비노가 있다. 발비노는 그가 은하의 '가장 작은 빌딩 블록'이라고 부르는 작은 규모의 충돌에 관심이 있다. 그것들은 우리은하가 오랜 세월에 걸쳐 삼켜버린 구상성단 같은 별들의 고대 그룹이다.  발리노는 "구상성단은 이러한 충돌을 겪은 후 분해되기 때문에 특별하다"고 말하면서 "그러나 그들은 해체된 후에도 '별의 흐름'이라고 부르는 일관된 별 그룹으로 계속 존재하고 있다"고 밝혔다.  이러한 별의 흐름은 탐지하기가 매우 어려운 것으로 악명이 높았지만, 발비노는 새로운 가이아 데이터가 이 노력의 돌파구를 열어줄 것으로 기대하고 있다.  "새 데이터 세트에 별이 얼마나 빨리 우리에게 접근하는거나 멀어지는지를 나타내는 방사형 속도라는 추가적인 속도 구성요소가 있을 것"이라고 발비노는 강조하면서 "가이아가 이전에 그중 일부를 측정했지만 새 샘플은 그보다 10배 더 커질 것이며, 이전의 어떤 것보다 더 크다"고 덧붙였다.  이러한 별들의 움직임에서 천문학자들은 은하계에 병합되는 과정 속에서 움직이는 별들의 그룹을 구별할 수 있을 것이다. 이 정보를 별의 화학적 구성에 대한 데이터와 결합함으로써(다른 은하에서 도착한 별은 뚜렷한 화학적 지문을 가짐) 천문학자들은 이전과는 다른 방식으로 은하의 과거를 엿볼 수 있게 된다.  발리노는 "이는 가이아 데이터로 할 수 있는 흥미로운 일 중 하나"라고 말하면서 "당신은 유사하게 움직이는 별들의 그룹을 찾을 수 있고, 기본적으로 그들이 어디에서 왔고 어떤 구성 요소가 그들을 은하수로 가져왔는지 재구성할 수 있다. 그러면 궁극적으로 우리은하가 어떻게 형성되었는지에 대한 질문에 답할 수 있게 된다"고 덧붙였다.  지난 수십억 년 동안 우리은하는 아주 평화로웠다. 은하는 별을 쏟아내고 있는 한편으로, 초기의 변화로 인한 여진을 흡수하는 가운데 별들이 일정한 속도로 죽어가고 있다.  그러나 앞으로 상황이 다시 어려워질 것이다. 천문학자들은 다음 은하 충돌의 접근 방식을 관찰하고 있. 즉, 대마젤란 성운과 소마젤란 성운이라고 하는 우리은하의 궤도에 있는 두 왜소은하와의 충돌이다.  마젤란 성운은 지난 수십억 년 동안 우리은하 주위를 도는 궤도에 진입했으며, 이미 우리은하의 중력장에 영향을 미치고 있다. 천문학자들은 두 은하의 과거를 정말 잘 재구성한다면 대-소 마젤란이 우리은하와 합쳐지는 전 과정을 살펴볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

세계에서 가장 강력한 카메라 중 하나가 ‘은하들이 추는 발레’로 묘사되는 먼 은하 2개를 촬영하는 데 성공했다. 미국 국립 광학·적외선 천문학연구실(NOIRLab) 산하 칠레 세로톨로로 범미주 천문대에 있는 빅터 M. 블랑코 4m 망원경의 암흑에너지 카메라가 시계자리 천체에 대한 렌즈 적응 훈련을 시행했다. 해당 천체는 지구로부터 약 6000만 광년 거리에 있는 NGC 1512와 NGC 1510 은하로, 서로의 중력에 얽매여 공전하는 모습을 카메라로 포착한 것이다. NGC 1512 은하는 우리은하와 같은 유형의 막대나선은하이며, NCG 1510 은하는 상대 은하에 비해 훨씬 작은 왜소은하로, 타원은하와 나선은하의 중간형인 렌즈형 은하이다. 약 4만 5000광년 거리 떨어져 있는 두 은하는 약 4억 년 동안 서로의 주위를 스쳐 지나는 식으로 돌고 있으며, 서로의 옆을 스쳐 지나갈 때마다 중력의 상호작용으로 모양이 뒤틀리고 있다.은하를 촬영한 암흑에너지 카메라는 지구상에서 가장 강력한 광시야 영상 장비 중 하나로, 지름 4m 반사경과 지름 1m 보정 렌즈(장비에 탑재된 5개의 렌즈 중 하나)를 가지고 있다. 암흑에너지 카메라는 원래 미국 에너지부의 페르미 국립가속기연구소에서 수행한 임무인 암흑에너지 조사를 완료하기 위해 제작된 것이다. 7개국에서 온 400명 이상의 과학자들이 2013년에서 2019년 사이에 약 3억 개의 은하를 이미지화한 이 조사에 참여해 정체를 알 수 없는 암흑에너지를 연구했다. 현재 그 임무는 끝났지만, 과학자들은 여전히 암흑에너지 카메라를 사용해 NGC 1512와 NGC 1510 은하를 포함한 심우주 은하의 이미지를 촬영한다.  우주적인 척도로 보면 빠른 시간에 속하는 약 1~2억 년 후, 두 은하가 추는 중력의 춤이 완료되는 시점에 결국 NGC 1512는 작은 동반자를 집어삼킬 것이다. 그리하여 두 은하가 합쳐진 새로운 합병 은하를 만들어내게 된다. 은하의 진화이다.

멋진 나선은하의 모습을 담은 사진 한 장이 ‘오늘의 천문사진’(APOD)에 선정됐다. 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 웹사이트 APOD는 5일 ‘거품 속의 은하’라는 제목의 나선은하 NGC 3521 사진 한 장을 공개했다. APOD 운영진은 매일 멋진 천문사진 한 장을 선정해 소개하고 있다. 천체 사진작가 마크 핸슨과 마이크 셸비가 공동으로 촬영한 거품 속의 은하 사진은 봄철 북쪽 하늘에서 볼 수 있는 사자자리 방향으로 약 3500만 광년 떨어진 나선은하 NGC 3521의 모습을 담고 있다. 망원경에 비친 은하의 모습은 3500만 년 전부터 빛의 속도로 날아온 것이다.  NGC 3521은 지구의 밤하늘에서 상대적으로 밝아 작은 망원경으로도 볼 수 있지만, 그리 널리 알려지지 않아 놓치기 쉽다. 보통 아마추어 사진작가들은 사자자리 방향에서 ‘레오 트리플렛’이라는 유명 은하를 더 주목하곤 한다. 레오 트리플렛은 M65와 M66, NGC 3628이라는 3개 은하가 모여 있어 이런 이름이 붙여졌다. 그러나 이같이 화려한 우주 초상화 속 장면이라면 놓치지 않을 것이다. 너비만 약 5만 광년에 달하는 NGC 3521은 불규칙한 나선팔과 분홍색의 별 형성 영역, 젊고 푸른 별들의 성단을 특징으로 한다. 놀랍게도 사진 속 NGC 3521는 거대한 거품 모양의 껍질 구조 속에 박혀 있는 모습이다. 이 껍질 구조는 먼 과거 위성 은하들과 병합하면서 부서져 남겨진 잔해일 가능성이 크다.

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 오는 24일 발사 32주년을 맞는 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 최근 NASA는 발사 32주년을 자축하며 허블우주망원경이 촬영한 흥미로운 은하군 사진을 공개했다. 사진 속 천체는 지구에서 약 3억 광년 떨어진 곳에 위치한 ‘힉슨 밀집은하군 40'(이하 HCG 40)으로, 사실 단 한 장의 사진이지만 이 안에는 인간의 머리로는 가늠하기 힘든 '우주'가 담겨있다. 한 장에 사진 속에 자리잡은 은하는 놀랍게도 모두 5개다. 작은 영역에 이처럼 은하들이 서로 가까이 뭉쳐있어 밀집은하군으로 분류된 것이다. 사진 속 은하의 종류도 다양하다. 3개의 나선은하와 타원은하, 렌즈형 은하가 모두 동물원처럼 한 장소에 모여있기 때문. 지구에서 보는 시점 때문에 모양이 다르게 보이지만 은하는 그 모습에 따라 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy), 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)로 분류된다. 지구가 속한 우리은하와 이웃한 안드로메다가 바로 나선은하다. NASA에 따르면 HCG 40은 우리은하 지름의 2배가 채 안되는 공간에 빽빽하게 모여있으며 흥미롭게도 10억 년이 지나면 하나의 은하로 통합될 예정이다.한편 허블우주망원경은 지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측 중이다. 32년의 세월동안 허블우주망원경은 150만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 바탕으로 천문학자들은 1만 7000건 이상의 논문을 발표했다. 이 과정에서 인류는 우주의 팽창속도와 암흑에너지가 우주의 70%를 차지한다는 사실을 알 수 있게 됐다.

마치 '우주의 역사'를 이끄는듯한 수레바퀴 모양 천체에서 또하나의 '역사'가 기록됐다. 최근 유럽남방천문대(ESO)는 초대형망원경(VLT)과 신기술망원경(NTT)으로 촬영한 ‘수레바퀴 은하’(Cartwheel Galaxy)의 과거와 현재 이미지를 공개했다. 실제 수레바퀴처럼 생긴 수레바퀴 은하는 지구에서 5억 광년 떨어진 남반구 별자리인 조각가 자리에 위치해 있다. 이번에 ESO가 수레바퀴 은하에 주목한 이유는 '우주 최대의 이벤트'로 꼽히는 초신성 폭발의 흔적이 이미지에 담겼기 때문이다. 먼저 지난 2014년 8월 VLT로 본 수레바퀴 은하와 지난해 12월 NTT로 본 수레바퀴 은하는 비슷하지만 결정적으로 큰 차이 하나가 발견된다. 지난해 12월 촬영된 사진에서 은하 왼쪽 하단에 기존에 없던 큰 흰 점(사진 참고)이 보이기 때문이다.전문가들은 이 점을 초신성 폭발로 생긴 II형 초신성(자체의 질량이 커서 스스로 중력붕괴를 일으켜 폭발한 초신성)으로 보고 'SN2021afdx'라는 이름으로 명명했다. 다만 관측상으로 보면 이 초신성은 불과 몇년 만에 생성된 최신이지만 사실 이 또한 5억년 전 벌어진 일이다. 초신성(超新星·supernova)은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만, 사실 종말하는 마지막 순간의 별이다. 과거 망원경이 없던 시대에 갑자기 밝은 별이 나타났기에 붙은 이름으로 신성과는 아무런 상관이 없으며 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 '객성'(客星·손님별)이라고 불렸다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 이 과정을 통해 또다시 수많은 천체들이 탄생하기 때문에 초신성 폭발은 별의 종말이자 또다른 시작이다. 　 　 한편 당초 수레바퀴 은하는 우리은하와 비슷한 모습의 나선은하였다. 그러나 1억 년 전 작은 은하가 수레바퀴 은하와 충돌하며 관통했고 이로인해 이같은 모습으로 변했다는 것이 전문가들의 추측이다. 곧 호수에 돌을 던졌을 때 나타나는 파동이 우주에 그림처럼 새겨진 것이다.　  

은하수는 지구에서 시선방향으로 보이는 우리은하의 가장자리 모습이다. 요즘은 빛 공해가 심해져 은하수를 보기 어렵지만, 캄캄한 밤하늘 지역에서 보면 하늘을 가로질러 뻗어있는 뿌연 띠를 볼 수 있는데, 서양에서는 그리스 신화의 여신 헤라가 흘린 젖이라고 여겨서 ‘밀키 웨이'(Milky Way)라 부른다. 이것이 무수히 많은 별들의 집적이라는 것을 최초로 알아낸 사람은 1610년 자작 망원경으로 은하수를 관측한 갈릴레오 갈릴레이였다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 전천의 별 수는 대략 5~6000개 정도다. 이들은 육안으로 볼 수 있는 한계인 6등성 이상 밝기의 별들인데, 물론 망원경을 사용하면 더 많은 별들을 볼 수 있다. 그렇다면 우리 은하수 은하에는 대체 몇 개의 별들이 있을까? 뉴욕 이타카 칼리지의 조교수 데이비드 콘라이히는 “끔찍할 정도로 대답하기 어려운 질문”이라고 전제하면서 “일반적으로 은하의 별들은 정확히 셀 수가 없을 만큼 엄청 많기 때문”이라고 덧붙였다. 우리은하와 비교적 가까운 230만 광년 거리의 대형 은하 안드로메다 은하의 경우, 우리는 가장 크고 밝은 별만 구별할 수 있다. 태양 크기의 별은 우리가 보기 어려울 것이다. 따라서 천문학자들은 아래 기술 중 일부를 사용하여 은하의 별 개수를 추정한다. 우리은하의 구조 우리은하는 지름이 약 10만 광년인 막대 나선은하이다. 은하 바깥쪽을 보면 4개의 나선팔(2개는 메이저, 2개는 마이너)로 둘러싸인 중앙 팽대부가 드러날 것이다. 은하수의 주요 팔은 페르세우스자리 나선팔과 궁수자리 나선팔로 알려져 있다. 지구의 태양은 오리온 팔이라고 불리는 두 개의 작은 나선팔 중 하나에 있는 별이다.우리은하는 수십만 광년 지름의 거대한 가스 헤일로(halo)로 둘러싸여 있다. 천문학자들은 헤일로의 질량이 우리은하에 있는 모든 별들의 질량과 거의 같을 것으로 추정한다. 그러나 우리은하의 별들 중 많은 부분은 보기 힘들다. 은하 중심에 별, 가스, 먼지로 가득 찬 은하 팽대부와 초거대질량 블랙홀이 우리의 시야를 가리고 있기 때문이다. 이 지역의 물질 밀도는 너무 높아서 가장 강력한 망원경을 들이대도 관측 불가다. 20세기 초까지만 해도 천문학자들은 우리은하가 곧 전체 우주라고 생각하고, 우주의 모든 별들이 우리은하의 일부라고 생각했지만, 이런 상식은 미국의 신출내기 천문학자 에드윈 허블에 의해 여지없이 깨어졌다. 그는 당시 최대였던 윌슨산 천문대의 강력한 망원경으로 관측한 결과, 그때까지 우리은하 내의 ‘성운’으로 알고 있었던 안드로메다 은하가 실은 우리은하 밖에 존재하는 수많은 섬우주인 외부은하임을 증명해냈던 것이다. 별의 개수를 알려면 은하의 무게를 재라 천문학자들이 은하에 있는 별의 수를 추정하는 주된 방법은 은하의 질량을 결정하는 것이다. 이것은 은하의 회전과 방출하는 빛의 스펙트럼을 분석하여 알아낼 수 있다. 같은 질량의 은하라 하더라도 별의 유형과 전체 질량에 차이가 있을 수 있다. 콘라이히는 이에 대해 일반론을 말하기는 매우 어렵다고 경고하는 한편, 한 가지 차이점은 우리은하와 같은 나선은하와 타원은하 사이에서 볼 수 있다고 말한다. 타원은하는 나선은하에 비해 K형과 M형 적색왜성을 더 많이 가지는 경향이 있다. 타원은하는 나선은하보다 오래되었기 때문에 진화하는 동안 많은 가스를 방출하는 바람에 성간 가스가 더 적다. 일단 은하의 질량이 결정되면, 또 다른 까다로운 일은 그 질량의 얼마가 별들로 이루어져 있는지 알아내는 것이다. 은하를 이루는 질량의 대부분은 빛을 방출하지 않는 암흑물질로 구성되어 있기 때문이다. “은하를 모델링하고 별의 질량이 몇 퍼센트를 차지하는지 확인해야 한다”고 말하는 콘라이히는 “일반적인 은하에서 회전 곡률로 질량을 측정하면 그 중 약 90%가 암흑물질”이라고 설명한다. 은하계에 남아 있는 대부분의 물질이 확산 가스와 먼지로 구성되어 있기 때문에 콘라이히는 별의 비중은 전체 은하계 질량의 약 3%를 차지할 것으로 추정하지만 이는 다를 수도 있다. 또한 별 자체의 크기는 우리 태양보다 수십 배 작거나 클 수도 있다. 우리은하에는 대략 몇 개의 별이 있을까?그렇다면 은하수에 몇 개의 별이 있는지 확실히 알 수 있는 방법은 없을까? 우리은하를 맵핑하는 가이아 임무를 수행하는 유럽우주국(ESA)의 과학자 조스 더 브라우너에 따르면, 현재 우리은하 별의 추정치는 1000억에서 4000억 개 사이다. 더 브라우니는 명확한 수치를 알기는 어려울 것이라고 한다. 2013년부터 궤도를 돌고 있는 가이아 탐사선은 326광년 거리까지 태양 주변에 있는 17억 개의 별 위치를 매핑하는 데 성공했다. 천문학자들은 이 수치를 근거로 전체 은하계를 모델링할 수 있지만, 가이아조차도 가장 희미하고 작은 별을 보는 데 어려움을 겪고 있는 만큼 완벽한 수치를 결정하기는 어렵다. 브라우너는 “근본적인 문제는 매우 희미한 적색왜성의 광도(분포)를 측정한 다음, 갈색왜성까지 얼마나 되는지 그 숫자를 추정하는 것”이라고 설명한다. 적색왜성은 우주에서 가장 흔한 별이며 가장 오래 사는 별이기도 하다. 그러나 너무나 어둡기 때문에 식별하기가 어렵다. 갈색왜성은 더 어둡다. 이들은 기본적으로 핵융합을 시작하기에 충분한 물질을 축적하지 못한 실패한 별이다. 따라서 그것들은 별과 행성 사이의 위치하는 중간적인 천체로, 희미한 적색왜성보다 발견하기가 훨씬 더 어렵다. 브라우너는 “전체 이야기에서 두 번째 난관은 이중성인데, 그 빈도가 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다”면서 “2025년 가이아의 임무가 끝날 때까지 과학자들이 우리은하의 별 수를 보다 근접하게 알게 되겠지만 상당한 불확실성이 남아 있을 것”이라고 예상했다. 참고로 '코스모스'를 쓴 유명 천문학자 칼 세이건은 4000억 개라는 데 손을 들었다.　　

암흑 에너지를 찾는 카메라가 초대질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 젊은 별들의 모습을 잡은 놀라운 이미지가 공개되었다. 이 장면이 포착된 곳은 스페인 댄서라는 별명을 가진 NGC 1566 은하로, 아름다운 소용돌이 모양을 가져 이같은 별명을 붙었다. 우리 시선방향에서 정면으로 보이는 이 아름다운 거대 나선은하의 두 나선팔은 10만 광년 넘게 펼쳐져 있다. 사진은 칠레의 세로 톨롤로 범미주 천문대에 있는 암흑 에너지 카메라가 찍은 것이다. 무엇보다 NGC 1566의 아름다움은 균형 잡힌 성운의 팔은 물론 소용돌이치는 모습에 있다. 천문대를 관장하는 미국 국립과학재단 NOIRLab 프로그램의 성명에 따르면, 지구에서 약 7000만 광년 떨어진 황새치자리의 스페인 댄서 은하는 우리가 연구할 수 있는 우주적 사건의 범위 내의 영역에 있어 천문학자들에게 특히 인기가 높은 대상이다. 공개된 새로운 이미지는 그러한 유형의 천체 현상 중 몇 가지를 보여준다. 위의 사진은 특히 별의 나이를 극적으로 보여주고 있다. 스페인 댄서의 나선팔 부근에 어두운 우주 먼지 띠로 인해 분리되어 보이는 푸른색은 젊은 별들의 사슬이 만들어낸 것이다. 은하 중심부에 가까운 적색 영역에는 늙은 별들이 밀집해 있다. 2010년 천문학자들은 SN2010el 초신성에서 폭발하는 늙은 별 하나를 포착했다. 은하 중심부에는 보이지 않는 활동성 초대질량 블랙홀이 있는데, 이 블랙홀은 수시로 다양한 양의 빛을 방출하지만 과학자들은 그 속에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지 규명해내지 못하고 있다. 천문대의 적외선 관측장비 덕분에 NGC 1566 및 유사한 은하에서 짙은 먼지 띠에 둘러싸인 별을 찾을 수 있게 되었다. 과학자들은 이 새로운 관측이 은하에서 별이 형성되는 타임라인을 이해하는 데 도움이 되기를 기대하고 있다.  

최근 작동을 시작한 지 '10억 초'라는 기념비적인 업적을 달성한 허블우주망원경(Hubble Space Telescope)이 아름다운 은하의 모습을 촬영해 공개했다. 지난 10일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경의 가시광 및 적외선(열) 파장의 빛을 모두 관찰하는 WFC3(광시야 카메라 3)을 사용해 촬영한 나선은하 NGC 976의 모습을 공개했다. 우리은하로부터 약 1억5000만 년 떨어진 양자리에 놓여있는 NGC 976에는 고온의 푸른(젊은) 별들이 특유의 나선팔에 수없이 가득 자리잡고 있다. 특히 NGC 976은 'SN 1999dq'라는 이름의 초신성을 품고있는데 전문가들은 그 밝기를 통해 거리를 측정할 수 있다. 초신성(超新星·supernova)은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만, 사실 종말하는 마지막 순간의 별이다. 과거 망원경이 없던 시대 갑자기 밝은 별이 나타났기에 붙은 이름으로 신성과는 아무런 상관이 없다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 　앞서 새해 1일 허블우주망원경은 작동을 시작한 지 10억 초를 돌파했다. 1년을 초로 환산하면 31,536,000초로 따라서 10억 초는 무려 31년의 긴 시간이다. 인류 최초로 우주 공간에 보낸 허블우주망원경은 지난 1990년 4월 25일 NASA의 디스커버리호에 실려 힘차게 발사됐다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경의 지름은 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 500㎞ 안팎에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있다. 　　 그러나 오랜 세월에 퇴역을 앞둔 허블우주망원경은 제임스웹 우주망원경(JWST)에게 그 바통을 넘겨줄 예정이다. 관측 능력이 허블 망원경보다 100배 큰 JWST는 지난해 크리스마스에 발사돼 현재 지구에서 150만㎞ 떨어진 근무지 ‘라그랑주 L2’로 날아가고 있다.

우리 은하의 거대질량 블랙홀에 ‘누출’이 있다는 증거를 과학자들이 발견했다. 10일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 발표에 따르면, ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A*)로 불리는 우리 은하 중심 블랙홀은 이 같은 누출을 통해 몇천 년에 한 번꼴로 ‘탐조등 빛’ 같이 좁은 기둥 모양의 제트를 우주 공간으로 방출한다. 우리 블랙홀은 가스 구름과 같이 무거운 물질을 집어삼킬 때마다 트림하듯 제트를 분출하는 데 이는 거대한 수소 구름에 부딪히는 것으로 여겨진다.제럴드 세실 미 노스캐롤라이나대 채플힐캠퍼스 교수가 주도한 연구진은 허블 우주망원경 등 다양한 망원경의 다파장 관측을 퍼즐처럼 조합해 궁수자리 A별 근처 수소구름이 빛나는 모습을 포착했다. 이는 구름이 불과 2000년 전 블랙홀에서 뿜어져 나온 제트와 부딪히는 것으로 해석된다. 이번 관측은 또 태양 410만 배의 질량을 지닌 우리은하 중심의 블랙홀이 잠들어 있는 것이 아니라 주기적으로 별이나 가스구름을 집어삼키며 제트를 분출하고 있다는 점을 보여주는 또 다른 증거가 된다. 블랙홀은 강력한 중력 때문에 가스와 플라스마, 먼지 등의 물질을 강착원반으로 끌어당긴다. 그런데 이런 강착원반으로 유입되는 물질 중 일부가 블랙홀의 강력한 자기장에 의해 유출되는 제트로 휩쓸려 들어간다고 NASA는 설명했다. NASA는 또 제트를 좁은 ‘탐조등 빛줄기’라고 표현하며 치명적인 전리 방사선의 범람을 동반하다고 덧붙였다.이번 연구에 따르면, 제트는 처음에 연필 모양처럼 가늘고 길었지만, 근처에 있는 수소구름과 부딪히면서 문어의 다리 모양처럼 빛의 산란을 일으켰다.이 연구에서는 또 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제트 유출에 관한 관측 결과를 재현하기도 했다. 그 결과 제트는 수소구름을 통과할 때 물질과 부딪히면서 최소 500광년까지 팽창하는 일련의 기포를 만들어냈다. 이 흐름은 우리은하와 같은 나선은하를 둘러싼 크고 먼지가 상대적으로 없는 구형 영역인 은하 헤일로로 계속해서 스며든다. 이에 대해 연구진은 “우리은하 중심 블랙홀은 지난 100만 년 동안 분명히 적어도 100만 배 더 밝아졌다”면서 “이는 제트가 은하 헤일로에 부딪히기에 충분했다는 점을 보여준다”고 설명했다. 궁수자리 A별에서 제트가 뿜어져 나왔다는 증거는 이미 존재한다. 2013년 찬드라 망원경으로 검출한 X선과 VLA 망원경으로 검출한 전파는 블랙홀 근처에서 남쪽으로 짤막한 제트가 분출했다는 증거를 보여주기 때문이다. 허블 우주망원경 등의 고성능 망원경을 사용한 이전 관측에서는 우리은하의 블랙홀이 약 200만 년에서 400만 년 전 사이 분출을 일으켰다는 증거가 발견되기도 했다. 이 사건은 2010년 NASA의 페르미 우주망원경에 의해 처음으로 발견된 감마선으로, 우리은하 위에 높이 솟은 한 쌍의 거대 거품을 만들기에 충분한 에너지를 갖고 있었다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다.

우리은하 밖에서 처음으로 외계행성의 존재를 보여주는 징후가 포착됐다. 미 하버드·스미스소니언 천체물리학센터(CfA) 등 국제연구진은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 엑스선 관측소(CXO)와 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 망원경을 사용한 관측 데이터에서 지구로부터 약 2800만 광년 떨어진 나선은하 메시에51(M51)에서 행성 후보를 발견했다고 25일 밝혔다. 태양계 밖 외계행성은 1990년대 초 처음 관측된 이래 지금까지 행성 후보를 포함해 5000개 가까이 발견됐지만, 대부분은 3000광년 이내로, 모두 우리은하 안에 존재하는 것이었다. 만일 이번 행성 후보가 실제 행성으로 확인된다면 이 외계행성은 우리은하 안에 있는 다른 외계행성들보다 몇천 배나 멀리 떨어져 있는 것이라고 NASA는 설명한다.연구 주저자로 CfA에서 천문학 강사로 재직 중인 로잰 디스테퍼노 박사는 “우리는 엑스선 파장에서 행성 후보를 탐색해 다른 은하의 행성 세계를 찾는 완전히 새로운 영역을 개척하려고 애쓰고 있다”고 말했다.연구진은 외계행성이 항성 앞을 지나는 이른바 천체면을 통과(트랜짓)할 때 별빛이 줄어드는 현상을 관찰하는 기법을 기반으로 별빛 대신 엑스선의 일시적 감소를 관찰해 우리은하 밖 행성 후보를 확인했다. 엑스선은 일반적으로 중성자별이나 블랙홀이 주변 동반성(짝별)의 물질을 빨아들일 때 초고온 상태가 되면서 강하게 방출되는데 이를 방출하는 영역이 넓지 않아 행성이 천체면을 통과하면 완전히 가려진다. 이에 따라 거리는 훨씬 멀지만 가시광선의 미세한 변화만으로 가까운 거리의 외계행성을 포착하는 것보다 더 쉽다고 연구진은 설명했다.연구진은 이런 관측법을 활용해 M51-ULS-1 쌍성계에서 외계행성 후보를 찾아냈다. 이 쌍성계는 블랙홀이나 중성자별과 태양의 약 20배에 달하는 질량을 지닌 짝별로 이뤄져 있다. 찬드라 망원경으로 포착한 엑스선 관측 데이터상의 천체면 통과는 약 3시간에 걸쳐 진행됐는데 이 시간 동안 엑스선 방출은 완전히 가려져 0까지 떨어졌다. 연구진은 이 같은 정보를 토대로 외계행성이 토성과 비슷한 크기이고 중성자별이나 블랙홀을 태양과 토성의 두 배에 달하는 거리를 두고 공전하고 있는 것으로 추정했다. 하지만 이 외계행성의 존재를 확실하게 확인하려면 추가 데이터가 필요한데 이 행성이 짝별 앞으로 지나려면 약 70년을 더 기다려야 할 수 있어 그때까지 확인을 못할 가능성도 있는 것이다. 이에 대해 연구 공동저자인 니아 이마라 미 캘리포니아대 산타크루즈캠퍼스 천문학과 교수는 “안타깝게도 우리가 관측한 천체가 행성임을 확인하려면 다음 천체면 통과 때까지 몇십 년을 더 기다려야 할 것”이라면서 “게다가 공전 주기가 얼마나 되는지 확실하지 않아 언제 관측해야 하는지도 정확히 모른다”고 지적했다. 또 M51-ULS-1 쌍성계의 일시적 밝기 감소가 가스나 먼지 구름에 의해 발생했을 가능성도 있지만, 데이터를 고려하면 그럴 가능성은 거의 없는 것으로 전해졌다. 연구진은 만일 이 외계행성이 실제로 존재한다면 이미 초신성 폭발을 거친 중성자별이나 블랙홀의 영향을 받았겠지만 앞으로 짝별 역시 이런 초신성 폭발을 거쳐야 해서 영향을 받지 않을 수 없으리라 예측했다. 앞으로 연구진은 M51보다 훨씬 더 가까워 천체면 통과 시간이 더 짧은 외계행성을 찾아낼 수 있는 M31과 M33 은하에 관한 관측 데이터를 다시 분석할 예정이다. 이와 함께 우리은하 안에서도 엑스선을 이용해 태양계 밖 외계행성을 찾아낼 수 있는지도 확인할 계획인 것으로 전해졌다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 실렸다.

미 항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경이 지구로부터 약 8000만 광년 떨어진 한 은하의 ‘폭발적 별 생성’ 과정을 포착했다. 올해 말 임무 종료를 앞둔 이 관측기기가 다시 한번 건재함을 과시한 것이다. 지난 15일 NASA 발표에 따르면, NGC 4666으로 알려진 이 나선은하는 처녀자리 방향으로 약 8000만 광년 떨어져 있으며, 별을 빠르게 생성해 ‘폭발적 항성 생성 은하’(starburst galaxy)로 불린다. NASA는 NGC 4666의 폭발적 항성 생성이 인근 은하 NGC 4668과 몇십억 개의 별로 이뤄진 작은 은하인 왜소은하를 포함해 제멋대로 구는 이웃 은하들과의 중력 상호작용 때문으로 보고 있다. NASA는 또 NGC 4666의 폭발적 항성 생성이 초강풍(superwind)으로 불리는 극단적인 형태의 은하 날씨를 유발하는데 이는 은하의 밝은 중심부에서 우주 방향으로 거대한 가스가 이동하는 것이라고 덧붙였다. 이런 초강풍은 죽어가는 별의 가스와 강력한 초신성 폭발이 만들어내는 바람이다. 지난 10년간 NGC 4666에서 발생한 초신성 폭발은 2014년과 2019년 두 차례라고 NASA는 지적한다. 2019년 초신성 폭발은 태양의 19배 크기였다고 NASA는 덧붙였다. NASA는 NGC 4666에서 불어오는 초강풍의 양이 엄청나게 커 이미지에는 보이지 않지만 몇만 광년에 걸쳐 퍼져 있다는 점에 주목하고 있다. 참고로 우리은하는 NGC 4666와 같이 나선은하로 여겨진다. 나선은하는 중심부에서 뻗어나와 바람개비와 같은 나선 구조를 형성하는 팔을 갖는 특징이 있다. 대부분의 나선은하는 별, 가스, 먼지로 이뤄진 평평하고 회전하는 원반으로 구성돼 있다. 중심에 있는 별들의 무리인 성단은 팽대부로 알려져 있다.한편 허블 망원경은 1990년 4월 발사된 이후 150만 회 이상의 우주 관측을 시행했으며 그 데이터를 바탕으로 1만8000건 이상의 과학논문이 출판됐다. 이 망원경은 국제우주정거장(ISS)보다 약간 높은 고도 약 540㎞의 지구 저궤도에서 시속 약 2만7300㎞의 속도로 지구를 돈다. 망원경의 이름은 1889년 미주리주에서 태어나 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 유명한 천문학자 에드윈 허블의 이름을 따서 지어졌다. 지금까지 30년 넘게 임무를 수행해온 허블 망원경은 오는 12월 18일 프랑스령 기아나에서 우주로 발사될 100억달러 규모의 제임스웹 우주망원경으로 대체될 예정이다.

머나먼 심연의 우주 속에서 마치 춤을 추는 듯한 두 은하의 모습이 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 중력에 의해 서로 얽혀 상호작용하는 두 은하의 모습을 사진으로 공개했다. 허블우주망원경이 포착한 이 은하의 이름은 Arp 91. 지구로부터 약 1억 광년 떨어진 곳에 위치한 Arp 91은 사실 각자 고유의 이름을 갖고있다. 두 은하 중 아래쪽으로 보이는 은하는 NGC 5953, 그리고 위에 위치한 은하는 NGC 5954다. 두 은하 모두 나선은하지만 지구에서보는 시점 때문에 모양이 다르게 보인다. 일반적으로 은하는 그 모습에 따라 분류되는데 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)가 있다. 지구가 속한 우리은하와 안드로메다가 바로 나선은하다.　 특히 두 은하는 서로의 중력적 영향으로 가스와 먼지를 끌어내 모양도 왜곡되는 상호작용은하다. 사진으로보면 NGC 5953은 한쪽 나선팔을 아래로 뻗은 것처럼 NGC 5954를 잡아당긴다. 두 은하도 영겁의 시간이 지나면 충돌을 거쳐 타원은하와 같은 다른 형태의 은하로 재탄생하게 된다.