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2015년 3월 13일 금요일

우주 이야기 312 - 우리 은하가 알려졌던 것보다 50% 더 크다?


 우리 은하는 안드로메다 은하와 더불어 국부 은하단에서 아주 큰 대형 은하 가운데 하나입니다. 현재까지 추정하기로는 안드로메다 은하 보다는 작지만 그럼에도 매우 대형 은하 중 하나이죠. 그런데 우리 은하가 이전에 생각했던 것 보다도 더 거대할 수 있다는 주장이 제기되었습니다.
 렌셀러 폴리테크닉 대학교의 헤이디 조 뉴버그 교수(Rensselaer Polytechnic Institute Professor Heidi Jo Newberg)​가 이끄는 국제 과학자팀은 SDSS(Sloan Digital Sky Survey) 연구 결과를 토대로 우리 은하의 크기가 이전에 알려졌던 것보다 50% 정도 더 클 수 있다는 주장을 제기했습니다. 우리 은하는 연구 결과가 거듭될 수록 조금씩 커져왔는데, 이것이 사실이라면 한번에 1.5배나 커지는 셈입니다.



(새롭게 제시된 우리 은하의 물결 구조.  The Milky Way galaxy is at least 50 percent larger than is commonly estimated, according to new findings that reveal that the galactic disk is contoured into several concentric ripples. Credit: Rensselaer Polytechnic Institute )


 연구팀에 의하면 우리 은하의 디스크 (중앙의 볼록한 부분 이외에 평평한 원반 부분)는 이전에 알려진 것 처럼 평면 모양이 아니라 사실은 물결(corrugated) 모양이라고 합니다. 이 연구에 참여한 중국 국립 천문대의 얀 수(Yan Xu, a scientist at the National Astronomical Observatories of China )에 의하면 이로 인해 우리 은하의 지름이 10만 광년에서 15만 광년 정도로 늘어났으며 주변에 있던 고리 모양 구조도 이제는 디스크 구조의 일부로 생각된다고 합니다.

  이 연구의 역사는 2002년으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 당시 뉴버그 교수는 우리 은하 외곽에 매우 긴 별들의 흐름인 외뿔소자리 고리(Monoceros Ring)를 발견했습니다. 태양 1억개의 질량에 20만 광년의 매우 큰 흐름이 존재했는데, 이 고리와 태양이 있는 나선 팔 사이의 다른 흐름도 있는 것 같다는 증거를 발견했지만 당시에는 확실치 않았다고 합니다.
 연구팀이 SDSS의 데이터를 바탕으로 우리 은하의 구조를 다시 검토하자 이 미스테리가 해결되었습니다. 이 데이터에서는 은하면과 관련된 4개의 이상 지점 - 북쪽으로 태양에서 2 kpc 떨어진 지점, 남쪽으로 4-6 kpc 떨어진 지점, 북쪽으로 8-10 kpc 떨어진 저점, 남쪽으로 12-16 kpc 떨어진 지점 -  이 발견되었습니다. 은하의 디스크가 평면 구조라면 생기지 않았을 별들의 모임이었습니다.
 이 미스테리는 은하가 여러 장의 커튼 처럼 여러 개의 주름 구조라고 생각하면 해결될 수 있는 문제였습니다. 외뿔소자리 고리는 그 중 3 번째 주름과 연관이 있었습니다.

  이와 같은 주름 구조가 생긴 이유에 대해서 연구팀은 왜소 은하들이 우리 은하를 통과하면서 생기는 변화일 수 있다고 생각하고 있습니다. 마치 호수에 던진 돌맹이 처럼 다른 은하가 은하면을 통과하면서 중력에 의해 파장을 만든 것이죠.

 흥미로운 이야기이긴 하지만 앞으로 여러 가지 검증을 거쳐야 할 것으로 생각됩니다. 사실 우리 은하는 지금까지 알려진 것만 지름 10만 광년이 넘는 거대한 은하입니다. 따라서 그 구조가 단순할 것이라고 믿을 이유는 없겠죠. 과연 우리 은하, 그리고 나아가서 은하들의 구조가 얼마나 복잡한지 앞으로의 연구가 밝혀줄 것으로 기대합니다.
 참고


Journal Reference:
  1. Yan Xu, Heidi Jo Newberg, Jeffrey L. Carlin, Chao Liu, Licai Deng, Jing Li, Ralph Schönrich, Brian Yanny. RINGS AND RADIAL WAVES IN THE DISK OF THE MILKY WAY.The Astrophysical Journal, 2015; 801 (2): 105 DOI: 10.1088/0004-637X/801/2/105




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