밤하늘에 별이 너무 밝고 많아서 사실상 낮처럼 밝은 세상을 상상해보자. 과연 별이 너무 많아서 좋을까 아니면 너무 많아서 싫을까? 다행인지 불행인지 이 장소는 지구는 아니다. 최근 산호세 대학의 두 대학생이 우연히 발견한 초고밀집 왜소은하(ultracompact dwarfs (UCDs)) 이야기다. 이 대학의 학생인 마이클 샌도발(Michael Sandoval)과 리처드 보(Richard Vo)는 우주의 지도를 그리기 위한 연구인 SDSS(Sloan Digital Sky Survey), 및 허블 우주 망원경, 스바루 망원경, SOAR(Southern Astrophysical Research Telescope) 등의 데이터를 확인하던 중 우연히 이전에는 모르고 지나쳤던 초고밀집 은하를 발견했다. 첫 번째 발견된 초고밀집 은하는 M59-UCD3으로 우리 은하와 비교했을 때 그 크기는 200분의 1에 불과하나 별의 밀도는 태양 주변과 비교해서 1만 배나 높았다. 두 번째 발견된 M85-HCC1는 이보다도 밀도가 더 높아서 100만 배의 밀도를 가지고 있다. 이는 태양 주변의 별이 지금보다 100배 이상 가까운 거리에 있는 것과 비슷한 수준의 밀도이다. 만약 이 은하에 지구 같은 행성이 있다면 밤하늘은 너무 밝아서 오히려 하나의 별을 식별하기 쉽지 않을 것이다. (상상도 참조) 그리고 밤하늘 자체도 너무 밝아서 어둡지 않을 것이다. 사실상 이 은하들은 수많은 별의 모임인 구상 성단의 대형 버전이라고 할 수 있는데, 구상 성단과는 달리 완전한 은하이다. 따라서 그 질량은 우리 은하 같은 대형 은하와 일반적인 구상 성단의 중간 정도이다. 그런데 이런 이상한 은하는 어떻게 생겨난 것일까? 현재 가장 가능성 있는 이론은 이 은하들이 본래는 평범한 은하였다는 것이다. 그런데 다른 은하와의 충돌 등의 이유로 인해 중심부에 있는 별을 제외하고 나머지 별을 모두 빼앗긴 경우로 생각된다. 이렇게 남은 은하핵은 더 조밀하게 모여 초고밀도의 왜소은하를 형성하는 것으로 생각된다. 만약 이 이론이 옳다면 이 초고밀집 은하 중심에는 거대 은하에서 볼 수 있는 것 같은 거대 질량 블랙홀이 존재할 것이다. 연구팀은 앞으로 이 부분을 검증하는 데 노력을 집중할 계획이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-남 것인 줄 알았던 '모노케로스 링' ​앞으로 혹시 아이들이 당신에게 우리은하 크기가 얼마냐고 물어올 때 대답에 신중을 기해야 할 것 같다. 이제껏 지름 10만 광년인 줄 알았던 우리은하에 졸지에 15만 광년으로 늘어났다는 주장이 나왔기 때문이다. 영국 일간 데일리메일 11일(현지시간) 보도에 따르면 천문학자들이 예전에 우리은하에서 떨어진 곳에 있는 이상한 별들의 고리 하나를 발견했는데, 이제껏 다른 은하에 속한 것인 줄 알고 있다가 우리은하 소속이라는 사실이 최근 밝혀졌다는 것이다. 뉴욕 렌셀러 폴리테크닉 대학의 연구진들은 모노케로스 링이라는 별들의 고리에 대해 연구한 결과, 이 같은 결론에 도달했다고 하는데, 이 고리는 긴 필라멘트처럼 생긴 것으로 우리은하 둘레를 세 바퀴나 '감싸돌고' 있다고 한다. -지름 10만 광년→ 15만 광년으로 모노케로스 고리는 우리은하 중심으로부터 6만 5000 광년 떨어져 있으며, 총길이는 무려 20만 광년에 달하는 것으로 알려졌다. 지금까지 이 고리는 가까운 큰개자리 왜소은하로부터 우리은하의 중력에 이끌려 떨어져나온 것으로 생각되어왔다. 그런데 그 별 고리가 실제적으로 우리은하의 일부분으로 보인다는 것이 이번 연구 결과 밝혀졌다는 것이다. "고리의 형태로 볼 때 우리은하의 나선 구조에 연결된 것으로 우리은하 원반의 일부인 것으로 보인다"고 렌셀러 폴리테크 대학의 하이디 뉴버그 박사가 디스커버리 뉴스( Discovery News)와의 인터뷰에서 설명했다. -2000억 개 은하 중 하나 '우리은하'...별이 3000억 개 이 최근의 발견은 우주를 삼차원 지도로 제작하는 프로젝트인 슬로안 전천탐사자료(Sloan Digital Sky Survey)를 이용한 것이다. 연구 결과는 '아스트로노미컬 저널'에 발표될 예정이다. 트라이앤드(TriAnd) 링으로 알려진 또다른 고리도 역시 우리은하에 속한 것으로 보이는데, 이 고리는 현재 몸집을 불려가고 있는 중이라고 한다. 어쨌든 이 같은 이론을 검증하기 위해 연구자들은 우리은하의 전천지도 데이터를 수집하고 있는 유럽의 가이아 망원경 자료를 검토할 예정이라고 한다. 우리은하는 약 3000억 개로 별을 거느린 중간 크기의 은하에 속한다. 우리가 지구 행성에서 한 자리에서 볼 수 있는 별의 개수는 최대한 2,500개 정도이다. 우주에서 현재까지 발견된 은하의 개수는 대략 2000억 개이며, 그중 3분의 2는 우리은하처럼 나선은하이다. 가장 큰 은하는 IC 1101이라는 은하로, 무려 100조 개의 별을 포함하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지름 10만 광년에서 '15만 광년'으로 늘어나 ​앞으로 혹시 아이들이 당신에게 우리은하 크기가 얼마냐고 물어올 때 대답에 신중을 기해야 할 것 같다. 이제껏 지름 10만 광년인 줄 알았던 우리은하에 졸지에 15만 광년으로 늘어났다는 주장이 나왔기 때문이다. 영국 일간 데일리메일 11일(현지시간) 보도에 따르면 천문학자들이 예전에 우리은하에서 떨어진 곳에 있는 이상한 별들의 고리 하나를 발견했는데, 이제껏 다른 은하에 속한 것인 줄 알고 있다가 우리은하 소속이라는 사실이 최근 밝혀졌다는 것이다. 뉴욕 렌셀러 폴리테크닉 대학의 연구진들은 모노케로스 링이라는 별들의 고리에 대해 연구한 결과, 이 같은 결론에 도달했다고 하는데, 이 고리는 긴 필라멘트처럼 생긴 것으로 우리은하 둘레를 세 바퀴나 '감싸돌고' 있다고 한다. 모노케로스 고리는 우리은하 중심으로부터 6만 5000 광년 떨어져 있으며, 총길이는 무려 20만 광년에 달하는 것으로 알려졌다. 지금까지 이 고리는 가까운 큰개자리 왜소은하로부터 우리은하의 중력에 이끌려 떨어져나온 것으로 생각되어왔다. 그런데 그 별 고리가 실제적으로 우리은하의 일부분으로 보인다는 것이 이번 연구 결과 밝혀졌다는 것이다. "고리의 형태로 볼 때 우리은하의 나선 구조에 연결된 것으로 우리은하 원반의 일부인 것으로 보인다"고 렌셀러 폴리테크 대학의 하이디 뉴버그 박사가 디스커버리 뉴스( Discovery News)와의 인터뷰에서 설명했다. -2000억 개 은하 중 하나인 '우리은하'의 별은 3000억 개 이 최근의 발견은 우주를 삼차원 지도로 제작하는 프로젝트인 슬로안 전천탐사자료(Sloan Digital Sky Survey)를 이용한 것이다. 연구 결과는 '아스트로노미컬 저널'에 발표될 예정이다. 트라이앤드(TriAnd) 링으로 알려진 또다른 고리도 역시 우리은하에 속한 것으로 보이는데, 이 고리는 현재 몸집을 불려가고 있는 중이라고 한다. 어쨌든 이 같은 이론을 검증하기 위해 연구자들은 우리은하의 전천지도 데이터를 수집하고 있는 유럽의 가이아 망원경 자료를 검토할 예정이라고 한다. 우리은하는 약 3000억 개로 별을 거느린 중간 크기의 은하에 속한다. 우리가 지구 행성에서 한 자리에서 볼 수 있는 별의 개수는 최대한 2,500개 정도이다. 우주에서 현재까지 발견된 은하의 개수는 대략 2000억 개이며, 그중 3분의 2는 우리은하처럼 나선은하이다. 가장 큰 은하는 IC 1101이라는 은하로, 무려 100조 개의 별을 포함하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-37억년 뒤엔 우리 은하와 충돌 예정 안드로메다 은하는 우리은하와 가까운 은하 중의 하나로 자매 은하로 불린다. 하지만 두 은하 사이에는 놀라운 차이점이 있다는 새로운 연구 결과가 발표되었다고 9일(현지시간) 영국 일간지 데일리메일이 보도했다. 'M 31'로도 불리는 안드로메다 은하는 우리 은하보다 약 2배 가량 크지만, 나선팔 구조를 가진 나선은하로 생긴 모습이 거의 같다. 그러나 그것은 겉모양일 뿐이고 내용은 전혀 그렇지가 않다는 것이 이번 연구 결과 밝혀진 것이다. 안드로메다 은하의 별들의 운동을 연구한 결과, 우리 은하가 평온을 유지하는 것과는 대조적으로 안드로메다 은하는 폭력적인 과거를 가진 것으로 드러났다. 안드로메다의 별들은 대단히 혼란스러운 움직임을 보이고 있는데, 이는 우리 은하의 별들이 질서정연한 것과는 대조적인 현상이다. 이는 안드로메다가 주변의 작은 은하들과 충돌, 합병되는 격렬한 역사에서 비롯된 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 이러한 은하 충돌은 사실 큰 나선은하에 있어서는 흔히 발생하는 사건이다. 70%의 나선은하가 최근 1만 년 안에 적어도 한 차례씩은 다른 은하와 상호 중력작용을 주고 받는 것으로 알려져 있다. 우리 은하의 질서정연한 모습이 오히려 이례적인 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 하와이의 케크 망원경이 수집한 데이터로 이 연구를 이끈 캘리포니아 대학의 푸라그라 구하타쿠르타 교수는 "분석된 자료에 따르면 안드로메다 은하 내 별들의 움직임은 정상에서 벗어난 상태이며, 우리 은하는 이례적으로 조용히 몸집을 불려온 은하로, 마치 영외 거주자처럼 보인다"고 말한다. 안드로메다가 비록 이웃 은하라고는 하지만, 우리와는 250만 광년이나 떨어진 안드로메다자리에 있는 은하다. 밤하늘이 맑을 때 맨눈으로 보면 뿌연 빛뭉치처럼 보인다. 그래서 안드로메다 은하는 인간의 맨눈이 볼 수 있는 가장 먼 거리에 있는 물체라고 말한다. 이 안드로메다와 우리 은하가 30여 개 은하로 이루어진 국부은하단에서 두 맹주라고 할 수 있다. 안드로메다의 젊은 별들은 비교적 질서있게 은하 중심을 도는 데 반해, 오래된 늙은 별들은 보다 무질서한 움직임을 보이는 것으로 나타났다. 안드로메다가 과거 은하 충돌이란 폭력적인 사건을 겪었다는 증거는 중력의 변화에 따라 안드로메다의 헤일로까지 확장된 별들의 흐름으로 밝혀진 사실이다. 그 별들은 주변의 왜소은하가 합병되면서 안드로메다 안으로 유입된 것이다. 이 연구결과는 이번 주 미국 시에틀에서 열린 미국천문협회 겨울 회의에서 안드로메다 은하의 고해상도 이미지와 함께 발표되었다. 이미지는 4만 광년에 이르는 안드로메다 은하의 원반 구획 속에서 1억 개의 별들과 수천 개의 성단들을 보여주고 있다. 안드로메다 은하의 3분의 1이 담겨 있는 이 사진은 또한 20억 년 전 다른 은하와 충돌한 내력을 포함하고 있다. 그런데 이 은하는 또다른 격렬한 충돌을 앞두고 있다. 바로 지름 10만 광년의 우리 은하와의 일대 충돌이 예약되어 있는 것이다. 현재 두 은하는 시간당 40만km 속도로 접근하고 있는 중이다. 40만km라면 지구-달 사이 거리다. 이 속도라면 약 37억 5000만 년 후에 두 은하가 충돌한다는 계산이 나온다. 그러나 충돌하자마자 하나로 합병되는 것은 아니다. 65억 년 뒤에 완전히 합체되어 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들은 합병된 그 은하의 이름까지 벌써 지어놓았다. 두 은하의 이름을 합쳐놓은 '밀코메다(Milkomeda)' 은하다. 만약 그때까지 지구에 인류가 생존해 있다면 지금 지구 밤하늘과는 전혀 다르게 하늘의 반을 덮고 있는 타원은하를 보게 될 것이다. 그때 우리 태양계와 지구의 운명은 어떻게 될까? 다행히 다른 별과 충돌한다거나 은하 바깥으로 퉁겨져 나가지는 않는다는 계산서를 천문학자들이 뽑아놓고 있다. 두 은하가 충돌하더라도 별들끼리 서로 부딪치는 일은 거의 발생하지 않는다. 별들 사이의 간격이 워낙 넓기 때문이다. 일례로, 태양에서 가장 가까운 별이 프록시마 센타우리인데, 거리가 4.2광년이다. 만약 태양을 탁구공으로 축소한다면, 프록시마 센타우리는 1100km 떨어진 곳의 완두콩이 된다. 이게 어느 정도인가 하면, 드넓은 태평양에 쬐그만 미더덕 몇 개가 떠 있는 형국이다. 별들 사이의 평균 거리가 1600억km임을 감안하면 두 별이 충돌하는 사건은 거의 불가능하다. 그럼에도 불구하고, 두 은하의 중심에 있는 초질량 블랙홀들은 하나로 합쳐질 것이다. '밀코메다'의 중심 부근에서 두 블랙홀이 합쳐지면서 수백만 년에 걸쳐 별들에게 궤도 에너지를 전달해줄 것이다. 시뮬레이션은 이런 충돌 과정에서 지구가 거대 은하 바깥으로 튕겨나가기 전에 밀코메다의 중심부로 끌려들어갈 것을 예측하고 있다. 궁극적으로는 우주의 모든 은하들이 중력으로 뭉쳐져 이 같은 몇 개의 초질량 거대 은하들을 만들 것으로 보인다. 비록 수십억, 수백억 년 이후의 일이기는 하지만. 동영상 보기 http://www.youtube.com/watch?v=qnYCpQyRp-4 이광식 통신원 joand999@naver.com

우리 은하(Milky Way, 이하 은하)라고 하면 지름이 10만 광년인 나선형 원반을 떠올리기 쉽지만 이보다 먼거리에 있어도 은하에 속하는 천체들이 있다. 이는 원반을 크게 둘러싸듯 별이 띄엄띄엄 존재하는 ‘은하헤일로’에 속한 것들로 은하에 인접한 마젤란은하(약 17만 광년)보다 훨씬 멀리까지 퍼져 있다. 지금까지 은하 중심에서 40만 광년 이상 떨어진 항성은 단 7개밖에 발견되지 않았다. 하지만 천문학자들이 최근 이보다 훨씬 먼거리에 있는 별 2개를 발견해 학계가 주목하고 있다. 존 보챈스키 미국 해버퍼드칼리지 객원 조교수가 이끄는 연구팀이 영국적외선망원경(UKIRT)을 사용한 UKIDSS(UKIRT Infrared Deep Sky Survey)와 국제우주측량 프로젝트인 SDSS(Sloan Digital Sky Survey)의 데이터를 바탕으로 얻은 자료로, 미국 애리조나주(州)에 있는 다중반사망원경(MMT)을 사용해 두 별을 발견했다. 하나는 쌍둥이자리 방향으로 77.5광년 거리에 있는 ‘ULAS J0744 +25’이며, 다른 하나는 물고기자리 방향으로 90만 광년 거리에 있는 ‘ULAS J0015 +01’이다. 두 별은 모두 적색거성으로 분광관측을 통해 거리를 확정지었다. 두 별까지의 거리는 거대 은하 중 가장 가까운 거리에 있는 안드로메다 은하(약 200만 광년)의 3분의 1 이상에 달한다. 그 운동 속도와 거리 분석을 통해 한때 은하에 부딪혀 흡수된 수많은 왜소은하의 잔해일 가능성도 있지만 이는 앞으로 이런 별이 계속 발견되야 하는 것은 물론 지속적인 연구를 통한 검증이 필요하다고 한다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 3일 자로 게재됐다. 사진=은하헤일로에 있는 별에서 바라본 은하 주요 부분의 모습. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

관측 사상 우주에서 가장 오래된 은하가 확인돼 학계가 주목하고 있다. 미국 과학잡지 사이언티픽 아메리칸은 7일(현지시간) ‘세구에 원’(Segue 1)이라는 왜소은하가 지금껏 알려진 어떤 은하보다도 오래된 빅뱅 초기에 생성된 것으로 추정되는 연구결과를 학자들이 밝혀냈다고 전했다. 학자들은 이 은하에 있는 별들은 지난 138억년간 그 어떤 새로운 별도 생산하지 않고 있어 그야말로 우주에 남겨진 ‘화석’이라고 설명한다. 이번 성과는 미국 매사추세츠공과대(MIT) 안나 프레벨 교수가 이끈 연구팀이 칠레 라스캄파나스천문대(LCO)와 하와이 W.M.켓천문대에 있는 데이터를 조사하면서 밝혀졌다. 지구로부터 약 7만5000광년 떨어진 이 은하에 있는 별들의 성분은 대부분 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소이며 철 등의 무거운 원소는 거의 없는 것으로 확인됐다. 이는 이 은하가 지금까지 알려진 은하 중에서 가장 화학적으로 별의 진화가 더딘 것을 의미한다고 연구팀은 설명하고 있다. 즉 우주 초기 때 형성된 은하일수록 그 내부에 있는 별들에는 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소가 주를 이룬다. 하지만 이런 별이 진화를 거듭한 끝에 초신성 폭발을 하면서 철 등의 무거운 원소를 방출한다. 따라서 이후 형성된 별에는 이런 무거운 원소의 함량이 점점 높아지는 것 이를 통해 추론해볼 때, 중량이 가벼운 별이 주를 이루는 ‘세구에 원’ 왜소은하가 지금껏 알려진 어떤 은하에 있는 별들보다도 형성 시기가 더 오래됐다는 것이다. 연구팀은 “이 은하는 (약 150억년 전 발생한) 우주의 시작인 ‘빅뱅’을 경험하고 살아 남은 최초의 은하가 될 수 있다”면서 기대감을 표했다. 이번 결과는 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트(arxiv.org)를 통해 공개됐으며 국제학술지인 천체물리학회지(Astrophysical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=세구에 원 은하 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에 널리 분포하는 것으로 추정하지만 그 실체는 한 번도 제대로 규명되지 못해 지난 수십 년간 천체물리학계의 과제로 남아있던 ‘암흑물질’의 실제 형체가 최초로 구현된 것으로 알려져 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 뉴사이언티스트는 미국 일리노이 주 국립 페르미 가속기연구소 연구진들이 암흑물질이 유력한 것으로 추정되는 특정 형체를 이미지화하는데 성공했다고 4일(현지시간) 보도했다. 연구진은 최근 NASA(미 항공 우주국) 페르미 우주망원경이 왜소은하(dwarf galaxy) 부근을 촬영해 보내온 우주 사진 데이터를 정밀 분석한 끝에 해당 이미지를 얻을 수 있었다. 이 데이터는 왜소은하 중심에서 뿜어져 나오고 있는 감마선들이 어지럽게 서로 충돌하고 있고 촘촘히 푸른색의 입자들이 박혀있는 모습인데 연구진은 이것이 감마선 충돌을 일으키는 주요 원인인 ‘암흑 물질 입자’일 가능성이 높다고 판단했다. 지난 2009년부터 5년에 걸쳐 암흑 물질 데이터를 연구해온 페르미 연구소 댄 후퍼 교수는 “해당 신호는 현재까지 파악된 암흑물질 후보 중 가장 강력한 것”이라며 “정확한 검증을 위해 다른 은하에서 나오는 신호들과 비교해보는 추가 연구를 진행 중”이라고 전했다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 70%를 차지하고 있지만 빛과 상호작용하지 않아 육안으로 관찰이 불가능하며 오직 중력을 통해서만 질량을 짐작할 수 있어 천문학계의 미스터리로 남아있었다. 특히 암흑 물질 분포가 현 태양계 형성이 지대한 영향을 미쳤을 것이라는 주장이 제기되고 있어 이번 발견이 가지는 의미는 상당한 것으로 여겨진다. 사진=뉴사이언티스트 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지금껏 관측된 ‘가장 큰 은하’는 지구로부터 약 2억 1200만 광년 떨어진 NGC 6872 은하인 것으로 확인됐다고 천문학자들이 밝혔다. NGC 6872 은하는 지구 남반구에서 관측되는 별자리인 공작자리(Pavo) 내에 자리 잡고 있다. 미국과 칠레, 브라질의 과학자들은 미국 항공우주국(NASA) ‘은하 진화탐사선’(갤렉스·GALEX) 망원경 자료를 분석했다. 그 결과, 막대나선은하인 NGC 6872는 그 간격이 우리 은하보다 5배 이상(약 52만 2000광년) 크며, 질량이 5분의 1인 인근 소형 원반은하인 IC 4970과는 약 1억 3000만년 전 충돌한 것으로 예측됐다. 또한 두 은하와 좀 더 거리가 있는 곳에서도 중력 작용으로 형성된 것으로 보이는 왜소은하 후보도 관측됐다. 이는 자외선을 감지하는 갤렉스 자료에서 다른 영역보다 밝게 나타났기 때문. 이들은 또한 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)과 (극자외선을 감지하는) 2마이크론 전천탐사(2MASS), 그리고 스피처 우주망원경의 자료도 분석, 해당 은하 속에 있는 별들의 연령대가 매우 다양하다는 사실도 밝혀냈다. 즉 NGC 6872 은하의 거대한 나선 팔 외곽 부위에는 가장 젊은 별들이 산란해 있으며 은하 중심부로 향할수록 점차 나이 든 별들이 위치한 것으로 나타났다. 이는 인근 IC 4970 은하와 충돌 시 탄생한 별들이 나선은하 속으로 들어오면서 거대해졌을 것이라고 연구진은 밝혔다. 연구를 이끈 라파엘 에우프라시오 수석 연구원은 “NGC 6872는 20년 전부터 가장 규모가 큰 은하 중 하나로 꼽혔지만, 그 정확한 크기가 밝혀진 건 처음”이라면서 “이런 발견은 신생별들로부터 방출되는 자외선을 추적하는 갤렉스가 없었다면 불가능했을 것”이라고 말했다. 한편 이번 결과는 지난 9일 미국 캘리포니아주(州) 롱비치에서 열린 미국천문학회(AAS) 회의에서 발표됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

동반은하 혹은 구상성단으로 구성된 거대 ‘구조물’이 우리 은하를 돌고 있는 것으로 밝혀져 학계를 놀라게 했다. 이는 이 발견이 암흑물질 이론에 의문을 제기할 수 있기 때문이다. 1일 미국 내셔널지오그래픽 뉴스에 따르면 독일 본대학 마르셀 바울루스키 박사팀은 은하계에 속한 동반은하(위성은하) 등의 위치를 모델로 재현한 결과 왜소은하를 포함한 동반은하와 구상성단 20여개가 은하원반을 수직으로 도는 것으로 나타났다고 밝혔다. 본대학팀은 이번 연구를 위해 20세기 사진건판부터 슬론디지털스카이서베이(SDSS)의 최신 이미지까지 다양한 소스를 활용했다. 공동 저자인 본대학의 파벨 크루파 박사는 “기존 이론의 결과와는 정 반대”라면서 “어떠한 방향에서 관측하더라도 몇개의 동반은하가 발견되며 거의 구형 분포로 나타났다.”면서 “이는 암흑물질이 존재하지 않는다는 것을 보여준다.”고 설명했다. 여기서 암흑물질은 빛에 반응하지 않기 때문에 눈에 보이지 않는 수수께끼의 물질로, 우주의 질량의 약 23%를 차지하는 것으로 여겨지고 있다. 현재 은하 형성에 대한 이론도 암흑물질의 존재를 인정하는 것을 전제로 한다. 이 일반론에 따르면 초기 우주는 암흑물질이 중력적인 발판이 되어 그 위에 일반물질이 합쳐져 은하를 형성한다. 이후 우리 은하와 같은 대형 은하가 탄생하게 되면 나머지 물질이 모여 수백개의 작은 동반은하가 형성돼 주변에 균일하게 분포한다. 이 같은 기존 이론에 대해 연구팀은 약 110억년전 우리 은하가 가까운 은하와 충돌했을 수 있다는 가설을 제시했다. 이 시점은 지금껏 알려진 동반은하 중 가장 오래된 왜소은하의 나이와 일치한다. 연구를 이끈 바울루스키 박사는 “은하계의 은하수는 은하간 충돌로 떨어진 물질(파편)이 중력 작용으로 모여 왜소은하와 구상성단이 됐을 수 있다.”고 설명했다. 이후 이 같은 거대 구조물이 평면적으로 분포하면서 우리 은하를 돌게 됐다고 한다. 즉 이 모델이 암흑물질에 대해 중대한 의문을 나타낼 것이라고 연구팀은 주장한다. 이론상의 물질인 암흑물질이 존재하지 않아도 은하가 형성될 수 있기 때문이다. 이에 크루파 박사는 “기존 우주론을 처음부터 다시 생각해야 할지도 모른다.”면서 “그 우주론은 이제 괴멸 상태다.”고 말했다. 하지만 이 같은 주장에 회의적인 반응도 나타났다. 미국 플로리다 애틀랜틱대학의 천체물리학자 스카냐 차크라바티 박사는 “이번 발견이 은하 형성 이론을 갈아치웠다고 단언할 수는 없다고 생각한다.”고 말했다. 이어 “두 은하가 충돌했다고 가정하면 왜소은하의 위치를​ 설명할 수는 있지만 그 모델만으로 왜소은하의 움직임은 설명할 수 없다.”고 덧붙였다. 왜소은하는 일반 물질의 질량만으로는 이해할 수 없는 움직임을 보여주는데 이는 암흑물질의 존재를 인정할 수 있는 주된 이유 중 하나라고 과학자들은 추정한다. 따라서 차크라바티 박사는 대체 이론을 제시하려면 “물질의 위치 뿐만 아니라 질량도 재현해야 한다”고 지적했다. 이어 “우리 은하 내 동반은하의 의외적인 배치가 암흑물질에 대한 기존 시뮬레이션을 설명할 수 없어도 이상하지 않다.”면서 “은하 형성에 관한 시뮬레이션은 아직 불완전하지만, 암흑물질이 유망한 이론이란 사실에는 변함이 없다.”고 설명했다. 한편 이번 연구는 ‘왕립천문학회월간보고’(MNRAS) 최신호에서 자세히 실릴 예정이다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 밖에서 발견된 두 왜소은하가 암흑물질의 실체를 밝히는데 도움이 될 것이라고 미 천문학자들이 말했다고 7일(현지시간) 스페이스닷컴 등이 전했다. 보도에 따르면 미국 미시간대학 에릭 벨 교수팀이 안드로메다은하에서 가장 멀리 떨어진 위성은하인 안드로메다 28과 29라고 명명한 2개의 왜소은하를 발견했다. 연구팀에 따르면 이 두 왜소은하는 안드로메다(은하)에서 약 60만 광년 떨어진 곳에 있으며, 지구에서는 약 110만 광년 떨어져 있다. 여기서 안드로메다는 지구에서 약 250만광년 떨어져 있는 우리 은하에 가장 가까운 나선은하로, 안드로메다 역시 우리 은하와 마찬가지로 수많은 왜소 위성은하에 둘러싸여 있다. 이 두 왜소은하는 ‘슬로안 디지털 스카이 서베이’의 최신 정보를 사용한 별 계산법을 통해 발견됐다. 또한 이번 결과를 얻기 위해 미국 하와이의 제미니 망원경을 이용한 후속 관측으로 이들 왜소은하를 분석했다고 한다. 이런 왜소은하는 대형 망원경을 사용해도 거의 볼 수 없는데 안드로메다 28, 29 역시 10만 배 이상 비율로 희미하므로 육안으로는 볼 수 없다. 특히 이번 발견은 천문학자들이 우주 질량 대부분을 차지하고 있는 암흑물질을 더욱 잘 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대되고 있어 주목을 받고 있다. 암흑물질은 현재 어떠한 전자파로도 관측되지 않고 오로지 중력을 통해서만 존재를 인식하고 있기 때문에 여전히 미스터리에 쌓여 있다. 연구팀은 그 눈에 보이지 않는 암흑물질이 여러 은하에서 방출하는 보이는 물질을 체계화하는데 밀접한 연관이 있을 것으로 생각하고 있다. 한편 이번 새 연구는 오는 20일 ‘천체물리학 저널 레터’(Astrophysical Journal Letters)에 상세히 실릴 예정이다. 사진=제미니 천문대 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

지구가 속해 있는 우리 은하가 외부의 은하와의 충돌과 병합을 거쳐 생성됐다는 사실을 입증하는 새로운 은하가 국내 연구진에 의해 처음으로 발견됐다. 연세대 자외선우주망원경연구단 이영욱(李榮旭·38)교수팀은 태양계에서 1만5,000광년 떨어진 ‘오메가 센타우리(ω-Centauri)’천체가 지금까지 알려졌던 대로 구상성단으로 불리는 나이많은 별들의 집합이 아니라 100억년전우리 은하와 충돌,현재 중심 핵만 남은 파괴된 은하라는 사실을 최초로 규명했다고 4일 밝혔다. 우리 은하(은하수)의 형성에 이같은 위성 은하들의 충돌과 합병이 결정적으로 기여했다는 사실을 규명한 획기적인 연구결과로 영국과학저널 ‘네이처’는 최신호(4일자)에서 주요 논문으로 채택,세계적인 천문학 권위자인 시드니반덴버그박사의 해설논문(review)과 함께 게재했다. 은하간 충돌에 의한 우리 은하 형성을 뒷받침하는 외부은하 발견은 지난 94년 7만8,000광년 떨어진 궁수자리 왜소은하를 발견한 영국 천문학자들에 이어 2번째지만 ‘오메가 센타우리’가 발견되면서 이제까지발견된 은하 중지구와 가장 가까운 은하라는 점이 확인됐다.지금까지 우리 은하는 우주공간성간물질이 중력에 의해 수축되면서 형성됐다는 이론이 널리 받아들여졌으나이번 연구결과는 우리 은하가 작은 은하들과 충돌하면서 형성됐음을 보여주는 것이어서 은하 형성이론의 수정이 불가피할 것으로 보인다.이 교수는“이번 성과는 뛰어난 관측결과와 새로운 디지털영상처리기법,이를 해석할 수 있는 확고한 이론적 뒷받침이 있어 가능했다”고 말했다. 함혜리기자 lotus@