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"안드로메다 은하 둘러싼 가스 우리 은하와 이미 충돌 중"

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"안드로메다 은하 둘러싼 가스 우리 은하와 이미 충돌 중"

2020.09.01 17:08
허블 망원경으로 은하 헤일로 분석…"예상보다 훨씬 크고 복잡"

허블 망원경으로 은하 헤일로 분석…"예상보다 훨씬 크고 복잡"

 


안드로메다 은하와 이를 둘러싼 엷은 가스인 헤일로
 
[NASA, ESA, J. DePasquale and E. Wheatley (STScI) and Z. Levay 제공/ 재판매 및 DB 금지]

우리 은하에서 가장 가까운 대형 은하인 '안드로메다'를 둘러싸고 있는 뜨거운 가스인 '헤일로'(Halo)가 지금까지 여겨오던 것보다 훨씬 더 크고 복잡해 이미 우리 은하와 충돌하고 있다는 연구 결과가 나왔다.

 

'M31'로도 알려진 안드로메다 은하는 우리 은하에서 약 250만 광년밖에 떨어져 있지않아 약 40억년 뒤에는 서로 충돌해 초대형 타원 은하를 구축할 것으로 전망돼 있다.

 

허블망원경을 운영하는 '우주망원경과학연구소'(STScI)에 따르면 미국 노트르담대학 천체물리학 연구교수 니컬러스 레너 박사가 이끄는 연구팀은 허블 우주망원경으로 안드로메다 은하의 헤일로를 관측한 결과를 국제학술지 '천체물리학 저널'(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표했다.

 

연구팀은 허블망원경에 장착된 '우주기원분광측정기'(COS)를 이용해 안드로메다 헤일로를 통과하는 '퀘이사'의 빛을 분석했다. 퀘이사는 수십억 광년 떨어져 있지만 별처럼 밝게 빛나는 활동성 은하의 핵으로, 이곳에서 나온 자외선 빛이 헤일로를 통과할 때 흡수되는 것을 분석해 헤일로의 물질을 파악하고 지도를 만들었다.

 

이번 연구에 활용된 퀘이사는 총 43개로 다른 은하의 헤일로를 분석할 때 활용된 1~2개보다 훨씬 더 자세한 결과를 얻었다.

 

레너 교수가 이끄는 연구팀은 지난 2015년에도 이와 비슷한 분석을 했지만 당시에는 100만 광년 이내에 있는 6개의 퀘이사만을 활용해 많은 정보를 얻지는 못했다.

 

연구팀은 이번 연구에서 COS 분석을 통해 탄소와 실리콘, 산소 등이 전자를 잃고 이온화한 가스를 발견했다. 이를 통해 안드로메다 은하의 헤일로가 예상보다 긴 130만 광년에 걸쳐 펼쳐져 있으며 길게는 200만 광년에 달하는 곳도 있는 것을 확인했다. 너비로만 따지면 북두칠성의 3배에 달하는 것이다.

 

이는 우리 은하와의 거리에서 절반을 넘어선 것으로 우리 은하의 헤일로와 이미 충돌하고 있다는 것을 의미하는 것으로 연구팀은 해석했다.


허블로 포착한 안드로메다 은하와 헤일로
 
배경 속 점은 퀘이사를 나타낸다. [NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)/ 재판매 및 DB 금지]

또 안드로메다 은하의 헤일로 가스가 두 개의 주요 층으로 구성된 것도 밝혀냈다.

 

연구팀은 "약 50만 광년에 걸쳐있는 안쪽 가스층은 훨씬 더 복잡하고 역동적이며 바깥쪽 가스는 더 뜨겁고 고루 섞여있다"면서 "이는 은하 원반 내 초신성 폭발의 충격이 안쪽 가스에 직접적인 영향을 준데 따른 것일 가능성이 크다"고 설명했다.

 

예일대학 학부생으로 이번 연구에 참여한 서맨더 베렉은 "은하를 둘러싼 헤일로는 앞으로 별을 형성할 연료와 초신성에서 나온 가스를 담고있는 저장고로, 은하 진화의 과거와 미래에 대한 단서를 갖고있다"면서 "우리와 가장 가까이 있는 은하를 마침내 속속들이 들여다 봤다"고 했다.

 

연구팀은 지구에서 우리 은하의 헤일로를 연구하기는 어렵지만 여러가지 면에서 우리 은하와 매우 유사한 안드로메다 은하의 헤일로를 통해 우리 은하의 상황을 유추할 수 있을 것으로 보고 있다.

 

레너 교수는 "안드로메다 은하가 가까이 있어 1~2개 아닌 40여개의 퀘이사로 헤일로에 관한 정보를 얻었다는 점에서 이번 연구결과는 유일무이한 것"이라고 평가했다.

 

/연합뉴스

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