우리 은하 변방에 '시냇물'로부터 온 별들 있다?
우리 은하 변방에 '시냇물'로부터 온 별들 있다?
  • 이웃집과학자
  • 승인 2017.01.19 23:50
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컴퓨터로 재현한 우리 은하와 주변 별들의 분포도이다. 빨간 타원은 우리 은하의 원반을 나타낸다. 빨간색 점은 궁수자리 왜소은하의 현재 위치이다. 노란색 점들은 궁수자리 왜소 은하에서 찢겨져 나온 별들의 분포도이다. Image Credit: Marion Dierickx / CfA
컴퓨터로 재현한 우리 은하와 주변 별들의 분포도이다. 빨간 타원은 우리 은하의 원반을 나타낸다. 빨간색 점은 궁수자리 왜소은하의 현재 위치이다. 노란색 점들은 궁수자리 왜소 은하에서 찢겨져 나온 별들의 분포도이다. Image Credit: Marion Dierickx / CfA

우리 은하 소속이긴 하지만 중심으로부터 가장 멀리 떨어진 11개의 별들은 지구로부터 대략 300,000 광년 떨어져 있습니다. 우리 은하 나선팔의 아주 바깥쪽 부근인데요. 

최근 하버드대학교의 연구 결과를 보면 11개 중 절반 정도는 원래 우리 은하 소속이 아닌 다른 은하에서 날아온 것으로 추측됩니다. 우리 은하 근처에는 몇 개의 왜소 은하들이 있는데요. 왜소 은하들이 우리 은하의 중력 때문에 그 형태를 유지하지 못하고 길게 늘어진 '별들의 시냇물' 형태가 되어버리는 경우가 있습니다. 이러한 기다란 별들의 무리는 우리 은하보다 10배나 넓은 백만 광년 이상 긴 것으로 추측되는데 우리 은하의 바깥쪽 일부 별들이 아마 원래 여기 소속이 아니었을까 하는 추측이 나옵니다. 

하버드-스미소니언 천체물리학 연구소(CfA)의 연구원 Dierick은 길게 늘어진 별들의 흐름이 거대한 강보다는 작은 시냇물과 비슷하다고 말합니다.

왜소은하 NGC 5477의 모습. Image Credit : ESA/Hubble & NASA
왜소은하 NGC 5477의 모습. Image Credit : ESA/Hubble & NASA

궁수자리 왜소 은하(Sagittarius dwarf)는 우리 은하 주변의 수 많은 왜소 은하 중 하나입니다. 길고 긴 우주의 역사 동안 우리 은하 주변을 여러 번 공전했습니다. 매번 공전 할 때마다 우리 은하의 강력한 중력은 작은 은하를 박살내기도 합니다. 

Dierick과 그녀의 지도교수인 Avi Loeb 박사는 컴퓨터를 사용해 우리 은하와 왜소 은하를 모델링했습니다. 궁수자리 왜소 은하가 80억년 동안 우리 은하를 돌면서 어떠한 현상을 일으켰는지 시뮬레이션 하기 위해서였습니다. 은하의 상대 속도와 상호작용하는 속도를 다변화하여 현재 관측과 최대한 비슷하게 보이도록 설정했습니다.

Avi Loeb 박사에 따르면 로켓을 발사할 때 초기 속도와 발사 각도가 전체 우주선의 궤도에 영향을 주는 것처럼 우리 은하와 궁수자리 왜소 은하도 두 은하 사이의 궤적에 아주 중요하다고 말했습니다. 

시뮬레이션의 처음, 즉 궁수자리 왜소 은하가 아직 우리 은하와 중력적 상호작용을 시작하기 전에는 궁수자리 왜소 은하의 질량은 태양 질량의 100억배로 세팅 됐습니다. 이는 대략 우리 은하 질량의 1%입니다. 시뮬레이션이 진행돼 궁수자리 왜소 은하는 우리 은하를 공전할수록 질량의 30%를 잃었습니다. 왜소 은하로부터 날아간 별들은 긴 별들의 시냇물을 만들며 우리 은하 주변을 감싸게 됩니다. 이때 우리 은하 중심으로부터 약 100만 광년까지 근접합니다. 실제 관측으로도 이 존재를 증명할 수 있습니다. 

처음 언급한 바깥쪽 11개의 별들 중 5개는 이번 시뮬레이션을 통해 만들어진 별들의 시냇물과 비슷한 속도와 위치를 가지고 있습니다. 궁수자리 왜소 은하로부터 별들이 유입되었다는 생각을 해 볼 수 있는 부분입니다. 다른 6개의 별들은 이번 시뮬레이션의 결과와는 일치 하지 않기 때문에 아마 다른 왜소 은하로 부터 오지 않았나 연구진들은 생각하고 있습니다. 

우리은하와 궁수자리 왜소 은하가 별을 뿌려 만들어진 모습 상상도. Drawing Credit & Copyright: David Martinez-Delgado (MPIA) & Gabriel Perez (IAC)
우리은하와 궁수자리 왜소 은하가 별을 뿌려 만들어진 모습 상상도. Drawing Credit & Copyright: David Martinez-Delgado (MPIA) & Gabriel Perez (IAC)

전체 하늘을 관측하는 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS : Sloan Digital Sky Survey)와 같은 프로젝트에서 이미 별들의 시냇물의 존재는 확인됐습니다. 하지만 아직 자세한 부분까지 알고 있지는 않습니다. 더 거대한 망원경으로 하늘 전체를 관측하는 거대 프로젝트인 LSST(Large Synoptic Survey Telescope)가 가동되면 더 어두운 별들의 분포까지도 알 수 있습니다. 그때가 되면 다른 왜소 은하로부터 흘러 들어온 별들의 존재도 파악 할 수 있게 될 겁니다. 

연구 결과는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 게제되었습니다. 

이 기사는 하버드-스미소니안 천체물리학 연구소의 자료를 바탕으로 작성되었습니다.




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