우리 은하, 초당 500m씩 성장
우리 은하, 초당 500m씩 성장
  • 심재율 전문위원
  • 승인 2018.04.16 10:53
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40억 년 뒤 안드로메다와 충돌 우려

끝없이 펼쳐진 저 광대한 우주의 수많은 별 중에서, 우리가 사는 지구가 속해있는 갤럭시(galaxy)는 바로 밀키웨이(milky way)이다. 한국어로는 갤럭시도 은하계, 밀키웨이도 은하계로 번역하지만, 밀키웨이는 약 1조~2조개로 추정하는 엄청나게 많은 갤럭시 중 하나일 뿐이다.

갤럭시와 밀키웨이를 구분하는 명확한 단어가 널리 퍼지지 않은 것은 천문학에 대한 상식이 많이 부족함을 생각나게 한다.

그런데 바로 이 지구가 사는 은하계가 점점 더 커지고 있다고 3일 영국 리버풀에서 열린 천문 및 우주과학 연례학술회의에서 스페인 카나리아 천문연구소( Instituto de Astrofísica de Canarias in Tenerife)의 크리스티나 마르티네즈-롬비야(Cristina Martínez-Lombilla)는 발표했다.

우리 은하, 밀키웨이는 초당 약 500m씩 성장하는 것으로 추정했다. 이 속도가 빠른 것은 아니라고 할지 모르지만, 30억년이 지나면 우리 은하의 크기는 지금보다 5% 정도 늘어날 것으로 예상된다.

이번 연구에 모델로 사용한 NGC 4565 갤럭시 상상도 Credit: C. M. Lombilla / IAC
이번 연구에 모델로 사용한 NGC 4565 갤럭시 상상도 Credit: C. M. Lombilla / IAC

밀키웨이가 점점 더 성장하고 있다는 주장은 천문학계에 큰 관심을 끌었다.

왜냐하면 오래동안 밀키웨이는 안정되고 정적인 상태를 유지하고 있다고 확신처럼 생각했기 때문이다.

‘정적인 밀키웨이’ 고정 관념에 충격 던져

물론 갤럭시가 팽창한다는 것은 비밀이 아니다. 중력의 힘이 워낙 강하므로 작은 갤럭시와 가스 무더기와 별들의 클러스터는 수백 만 광년 떨어진 것들도 더 큰 갤럭시에 흡수된다. 밀키웨이 역시 수백 개의 작은 갤럭시들을 흡수한 것으로 보인다.

그러나 천문학자들은 지금까지 갤럭시들은 갤럭시 내부에 있는 가스가 뭉쳐서 새로운 별을 생성하는 아주 조용한 방법으로 성장한다고 생각해왔다.

천문학자들은 밀키웨이의 외곽에서는 별이 생성되지 않는다고 생각해왔다. 경계 부근에 가스 무더기가 있지만, 새로운 별을 형성하기에는 밀도가 낮아서 무시되어왔다. 그러므로 오래동안 천문학자들은 외부에서 새로운 물질이 합류하지 않는 한 갤럭시의 직경이 늘어나지 않는다는 것은 불변의 사실처럼 생각한 것이다.

이번에 발표된 새로운 연구는 갤럭시의 바깥 경계 부근에서 새로운 별들이 형성됨을 보여줬다. 다시 말해 갤럭시가 인수합병 없이 점점 더 커진다는 새로운 주장을 내놓은 것이다. 밀키웨이 같이 나선 막대기 형의 갤럭시가 시간이 지나면서 점점 자란다는 놀라운 사실을 주장하는 것이다. 움직이지 않고 고정된 밀키웨이의 고정관념이 무너질지 모른다.

키웨이의 한 가운데에 있는 지구에서 밀키웨이의 먼 외곽에서 무슨 일이 벌어지는지를 관찰하기는 매우 어렵다. 이 때문에 연구팀은 우리 은하와 유사한 다른 나선형 은하들도 진짜 팽창하고 있는지 연구했다. 연구팀은 광학 데이터를 얻기 위해 지상 SDSS 망원경과 2개의 우주 망원경 갤렉스(GALEX)와 스피저(Spitzer)를 이용해서 다른 은하계들의 색깔과 움직임을 관찰했다.

이들은 주로 젊고 푸른 별에서 오는 빛을 측정하고 이들의 수직 움직임 등을 측정했다. 이같은 관찰 결과 이들은 밀키웨이 같은 갤럭시들은 초당 500m씩 성장하는 것으로 추정했다.

밀키웨이가 이런 속도로 성장하면 어떤 일이 벌어질까? 40억년이 지나면, 밀키웨이와 가장 가까운 곳에 있는 안드로메다 갤럭시와 충돌할 수 있다. 두 갤럭시가 충돌하면, 모두 엄청난 변화가 예상된다.

갤럭시는 매우 다양한 형태를 가지고 있다. 그 중 밀키웨이는 전체적으로 얇은 디스크 같은 모습이어서 위에서 보면 원형이고 옆에서 보면 막대기 같은 형상이다. 밀키웨이의 지름은 10만 광년이며 그 안에 수천 억 개의 별과 엄청난 양의 가스 및 먼지 무더기 등이 서로 복잡하게 엉켜있다.

밀키웨이 안에는 서로 나이가 다른 별들이 어울려 산다. 붉고 푸른 별들은 아주 밝게 빛나면서 비교적 수백 만 년이라는 짧은 수명을 갖지만, 작은 별들은 아마도 수천 억 년을 존재한다. 젊지만 짧게 사는 별들은 새로운 별들이 많이 탄생하는 밀키웨이의 편편한 판에 자리잡고, 나이든 별들은 판을 둘러싼 빈 공간이나 밀키웨이 중심을 지배하고 있다.

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