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우주 이야기 327 - 안드로메다 은하의 거대 헤일로 발견



(This diagram shows how scientists determined the size of the halo of the Andromeda galaxy. Because the gas in the halo is dark, the team measured it by using the light from quasars, the very distant bright cores of active galaxies powered by black holes. They observed the quasars' light as it traveled through the intervening gas. The halo's gas absorbed some of that light and made the quasar appear darker in a very small wavelength range. By measuring the tiny dip in brightness at that specific range, scientists could tell how much gas is between us and each quasar. Some quasars showed no dip in brightness, and this helped define the size of the halo. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI) )
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 때때로 눈에 보이는 것만이 진실이 아닐 수 있습니다. 이 문장은 과학에서도 진실이 되는데 사실 좀 다른 의미로 진실입니다. 즉 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광 영역에서의 관측만이 진실은 아닙니다. 사실 우리는 많은 파장 가운데서 극히 일부만을 볼 수 있기 때문에 수많은 과학적 관측을 위해서는 특별한 관측 장비들의 도움이 필요합니다. 하지만 아무리 다양한 파장대에서 관측을 해도 결코 관측이 쉽지 않은 것들이 존재합니다.

 은하 주변에 존재하는 물질과 암흑 물질의 모임인 헤일로(Halo) 역시 그런 것 가운데 하나입니다. 마치 유령 같은 이 헤일로는 보통 가시광 영역에서는 잘 보이지 않으며 중력의 상호 작용과 다른 파장대의 관측에서 그 존재를 알 수 있습니다. 문제는 얼마나 넓게 퍼져있는지 관측하기가 매우 어렵다는 것이죠. 마치 안개 같은 존재인 헤일로는 아직 알려지지 않은 부분들이 더 많습니다.

 미국 인디애나주의 노터데임 대학(University of Notre Dame)의 니콜라스 레너(Nicolas Lehner)와 동료 천문학자들은 나사의 허블 우주 망원경을 이용해서 은하 헤일로를 관측하는 연구를 진행했습니다. 그런데 앞서 언급했듯이 은하 헤일로는 은하 자체와는 달리 관측이 매우 까다롭습니다. 어느 파장대에서 관측해도 그 전모를 다 밝히기 어렵습니다.

 과학자들은 헤일로를 관측하기 위해서 다음과 같은 새로운 방법을 사용했습니다. 즉 헤일로 자체를 관측하는 것이 아니라 먼 퀘이사에서 오는 빛이 헤일로를 지날 때 일부 파장이 흡수되는 것을 관측하는 방식입니다. (위의 사진 참조) Hubble's Cosmic Origins Spectrograph (COS)-Halos 프로그램을 통해서 44개의 은하를 관측한 과학자들은 우리 은하에서 가장 가까이 있는 거대 은하인 안드로메다 은하로 눈길을 돌렸습니다.
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 안드로메다 은하는 우리 은하보다 더 큰 대형 은하로 국부 은하군 가운데 최대 은하입니다. 연구팀은 그 헤일로를 관측하기 위해서 허블 우주 망원경의 자외선 관측 능력을 활용했습니다. 퀘이사에서 오는 자외선 파장은 지구 대기에서 쉽게 흡수됩니다. 이점은 자외선에 약한 지구 생명체에게는 매우 다행한 일이지만, 우주를 관측하려는 천문학자들에게는 좋지 않은 사실이죠.
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 따라서 허블 우주 망원경이 이런 관측에는 적임자라 할 수 있습니다. 허블 우주 망원경으로 헤일로 주변의 퀘이사들을 관측하자 놀라운 사실이 드러났습니다. 안드로메다 은하 주변 헤일로는 이전에 생각했던 것보다 6배나 더 큰 지름을 가지고 있었으며 1000배나 더 거대했습니다. 그 반지름은 100만 광년에 달하는 것 같다고 합니다.
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 이 결과는 18개의 퀘이사의 적외선 파장을 분석한 결과이기 때문에 좀 더 검증이 필요하겠지만, 사실이라고 가정하면 재미있는 일이 발생합니다. 사실 안드로메다 은하는 우리 은하와 유사한 은하라고 생각되고 있으며 이 둘은 서로의 중력에 이끌려 충돌하는 운명을 맞이할 가능성이 높습니다. 만약 헤일로의 반지름이 100만 광년 이상이라면 사실 이 둘의 충돌은 이미 임박했을 가능성도 있습니다. 안드로메다 은하 헤일로가 이정도라면 우리 은하도 비슷할 가능성이 높기 때문이죠.
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 아이러니한 일같지만 사실 우리가 다른 사람의 얼굴을 두눈으로 볼수 있었도 거울 없이는 우리 자신의 얼굴은 못보는 것처럼 우리는 우리 은하의 헤일로의 크기를 측정하기가 매우 어렵습니다. 따라서 확신은 할 수 없지만 두 은하의 예정된 만남은 이미 시작되었는지도 모릅니다.

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 참고

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Journal Reference:
  1. Nicolas Lehner, J. Christopher Howk, Bart P. Wakker. EVIDENCE FOR A MASSIVE, EXTENDED CIRCUMGALACTIC MEDIUM AROUND THE ANDROMEDA GALAXY. The Astrophysical Journal, 2015; 804 (2): 79 DOI: 10.1088/0004-637X/804/2/79





 
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댓글

  1. 킴비2016년 7월 28일 오후 2:25

    안녕하세요 ㅎㅎ 네이버에서 잘보고 있었습니다.
    몰랐는데 구글에서도 볼수 있네요!
    항상 감사합니다 잘 보고있습니다!

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