복잡한 도시 속 부대낌이 고단하듯 수 많은 별이 밀집한 은하 중심부도 그렇다
평화로운 고향을 떠나 학업을 위해 서울로 상경했을 때. 제가 느꼈던 도시의 삶은 한 마디로 ‘험난함’이었습니다. 대중교통을 이용할 때 특히 그랬습니다. 생판 알지도 못하는 사람과 어깨를 부딪힐 정도로 꽉 찬 시민들과 수없이 몰려오는 자동차들은 충남 보령 출신 촌놈에겐 신선함과 고달픔을 동시에 느끼게 했습니다.
슈퍼컴퓨터, 우주를 재현하다
흥미로운 건 거대한 우주 공간도 제가 느꼈던 고단한 환경과 비슷할 수 있다는 점입니다. 영국 세인트앤드루스 대학교의 물리학자 던칸 포간의 팀은 슈퍼컴퓨터를 이용한 다체모의시뮬레이션을(N-body Simulation) 수행했습니다. 그리고 우주거대대구조(Large Scale Structure)속에서 우리 은하(Milky Way)와 안드로메다 은하(M31)의 역학 구조를 비슷하게 재현하는데 성공했습니다.
위 영상은 컴퓨터로 재현한 가스의 분포를 보여줍니다. 가스는 별과 행성을 만드는 기본 재료입니다. 우리 은하는 MW로 안드로메다는 M31로 표기되어 있습니다. 우리 은하와 안드로메다 등 주변 지역을 아울러 국부 은하군이라고 합니다. 국부 은하군은 우리 은하와 안드로메다 은하의 거대한 은하 뿐만 아니라 수 없이 작은 위성 은하들의 조합을 말합니다.
은하의 중심에는 무슨 일이?
은하의 중심부에는 별들이 빼곡하게 들어 차 있습니다. 때문에 우주 방사선, 초신성 폭발, 혹은 작은 은하들이 난입해서 행성계가 안정적 상태로 유지되기 어렵습니다. 그 속에 생물이 존재한다면 딱 지옥 같다고나 할까요. 별들은 폭발하고 행성의 오존층을 날려버립니다. 생물에게 노출되면 죽음에 이를 정도로 자외선을 강렬하게 뿜어냅니다. 중심부에서 운 좋게 생명이 잉태된다 하더라도 주변의 복잡성 때문에 꽃을 피우긴 어려울 겁니다.
우리 은하와 안드로메다는 충돌한다
이런 가운데 놀라운 건 우리 은하와 안드로메다가 언젠간 충돌한다는 점입니다. 대략 몇억 년후. 이번 연구는 우리 은하와 안드로메다 은하가 충돌 한 후 모습도 분석하고 있습니다. 두 은하가 충돌하면서 하나의 거대한 타원 은하로 재탄생 합니다. 은하의 기본 구조가 완전히 바뀌게 되는 겁니다. 포간 박사팀에 따르면 새로 만들어진 타원 은하에서도 은하 중심에서 멀 수록 생명체를 가지는 행성의 존재 가능성이 높다고 합니다. 이번 연구 결과는 ‘International Journal of Astrobiology’ 에 게제될 예정입니다.
아직은 초기 연구
물론 컴퓨터를 사용한 이런 연구에는 한계가 있습니다. 아직 우주의 수많은 별들과 행성들의 수를 재현 할 수 있는 고화질의 컴퓨터 시뮬레이션은 불가능 합니다. 수 없이 많은 수치 계산이 필요한데 현존 기술로는 구현이 힘듭니다. 별 하나 혹은 행성 하나를 구현하기 보다 별 뭉텅이를 하나의 입자로 보고 계산을 합니다. 필연적으로 해상도 문제가 발생합니다. 아주 작은 천체인 행성들의 움직임을 은하 내부에서 하나하나 실험이 불가능합니다.
