우주 이야기 417 - X선으로 보는 안드로메다은하

(NASA's Nuclear Spectroscope Telescope Array, or NuSTAR, has imaged a swath of the Andromeda galaxy -- the nearest large galaxy to our own Milky Way galaxy.

Credits: NASA/JPL-Caltech/GSFC)​

 X선은 의료 영역에서는 환자의 몸을 투과해서 내부의 뼈와 장기를 관찰하는데 사용됩니다. 물론 비파괴 검사에서도 널리 활용되고 있습니다. X선은 높은 에너지에서 나오는 파장이기 때문에 천문학에서도 널리 활용되고 있습니다. 나사의 찬드라나 NuSTAR는 이런 X선 천문학에서 큰 역할을 하고 있습니다.

 최근 나사 고다드 우주 비행 센터의 다니엘 위크(Daniel Wik of NASA Goddard Space Flight Center)는 미천문학회에서 NuSTAR로 관측한 안드로메다 은하의 이미지를 공개했습니다.

 

 안드로메다 은하는 우리 은하에서 대략 250만 광년 정도 떨어져 있는 나선 은하로 거대한 나선 은하 가운데 지구에서 관측이 가장 용이한 은하입니다. 덕분에 많은 연구가 진행되어 있기도 합니다. 나사의 연구팀은 NuSTAR를 이용해서 강력한 X선을 내놓는 X선 쌍성계(X ray binary)를 관측했습니다.

 앞서 이야기했듯이 X선은 아주 높은 고온에서 나오는 파장입니다. 우주에서 이런 고온 환경은 블랙홀이나 중성자별 주변에 강착원반이나 제트가 있을 때 형성될 수 있습니다. 대개 외부 은하에서 나오는 X선 파장은 은하 중심 거대 블랙홀에서 나오는 것입니다. 그 정도 강력한 X선이 아니라면 먼 은하에서 나오는 파장을 감지하기 힘들기 때문입니다.  

 그런데 이번 연구에서는 은하 중심 거대 블랙홀이 아니라 항성 질량 블랙홀과 중성자별에서 나오는 X선을 관측했습니다. 이는 안드로메다 은하가 지구에서 비교적 가깝기 때문에 가능한 일입니다. 40개의 X선 쌍성계는 과거 쌍성계를 이루던 별 가운데 무거운 쪽이 초신성 폭발을 일으킨 후 생긴 블랙홀과 중성자별이 동반성에서 가스를 흡수하면서 생성된 것입니다.

 과학자들은 안드로메다은하의 X선 쌍성계를 확인해서 초신성의 분포와 진화를 이해할 수 있습니다. 외부 은하의 블랙홀과 중성자별의 분포를 볼 수 있는 흔치 않은 기회이기 때문입니다. 또 이런 대규모 초신성 폭발은 은하 진화에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

 의사들이 X선으로 환자의 몸을 들여다보듯 천문학자들도 X선을 통해 은하의 내부를 들여다볼 수 있습니다. 보고자 하는 것은 다르지만 눈으로 보이지 않는 파장으로 내부를 관찰한다는 것은 재미있는 공통점입니다.

 참고

http://www.nasa.gov/feature/jpl/Andromeda-Galaxy-Scanned-with-High-Energy-X-ray-Vision