우주 이야기 406 - 은하의 충돌이 만든 왜소은하

(​The spectacular aftermath of a 360 million year old cosmic collision is revealed in great detail in this image from ESO's Very Large Telescope at the Paranal Observatory. Among the debris surrounding the elliptical galaxy NGC 5291 at the centre is a rare and mysterious young dwarf galaxy, which appears as a bright clump towards the right of the image. This object is providing astronomers with an excellent opportunity to learn more about similar galaxies that are expected to be common in the early Universe, but are normally too faint and distant to be observed by current telescopes. Credit: ESO)

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 은하들은 거시적인 측면에서 보면 모두 서로 멀어지고 있습니다. 하지만 같은 은하단 내에서는 서로 중력에 이끌려 가까워질 수 있으며 더 나아가 충돌할 수도 있습니다. 실제로 우리 은하나 안드로메다 은하 같은 대형 은하는 수많은 은하를 합병하면서 커진 것으로 보이며 30-40억 년 후에는 두 은하 역시 충돌해서 새로운 하나의 은하가 될 예정입니다.

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  당연히 은하의 충돌은 매우 장엄한 우주의 한 장면인 동시에 과학자들에게 매우 흥미로운 연구 과제입니다. 유럽 남방 천문대의 VLT(Very Large Telescope)는 지구에서 2억 광년 정도 떨어진 은하인 NGC 5291에서 매우 독특한 충돌 장면을 포착했습니다.

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 이 은하는 대략 3억 6천만년 전 다른 은하와 충돌했는데, 마치 과녁에 쏜 화살처럼 다른 은하가 중앙부를 관통했습니다. 그 결과 엄청난 양의 가스가 은하에서 튀어 나와 거대한 분자 구름을 만들었습니다. 이후 이 은하 앞에는 찌그러진 공모양의 가스 성운 (사진에서 중앙 부분)이 형성되고 주변부에는 가스들이 중력으로 뭉쳐 활발히 별이 형성되는 성운과 왜소은하들이 생성되었습니다. 이 새로운 왜소은하 가운데 하나는 NGC 5291N라는 명칭이 붙어 있습니다.

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 앞서 포스트에서 설명했지만, 우리 은하는 수십 개의 크고 작은 왜소은하들을 위성 은하로 거느리고 있습니다. 물론 다른 대형 은하들도 마찬가지입니다. 하지만 이 위성은하들이 생성되는 원리는 제각각인 것 같습니다. 어떤 위성 은하는 단순히 대형 은하의 중력에 이끌려 포획되었을 수도 있고 어떤 위성은하는 본래는 나선 은하였는데, 충돌 이후 별을 대부분 빼앗긴 상태에서 중심부만 위성 은하로 남게 된 경우도 있습니다.

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  NGC 5291N의 경우는 이와는 달리 충돌시 빠져나온 가스로 만들어진 새로운 은하입니다. 천문학자들은 이 은하의 스펙트럼을 분석해서 나이든 별이 없는 갖 태어난 신생 은하라는 사실을 밝혀냈습니다. 새로운 은하가 형성되는 일은 사실 현재 우주에서는 보기 어려운 일이지만, 그렇다고 해서 아주 불가능한 일도 아니라는 것이죠.

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 천문학자들은 이 독특한 은하 충돌에서 작은 왜소은하들이 생성되는 과정을 관측하는 기회를 얻었습니다. 보통 충돌 사고라고 하면 뭔가 파괴되는 느낌을 받지만, 은하의 충돌 사고는 새로운 창조를 의미하는 것 같습니다.

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 참고

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​  Ionization processes in a local analogue of distant clumpy galaxies: VLT MUSE IFU spectroscopy and FORS deep images of the TDG NGC 5291N", by J. Fensch et al

 http://phys.org/news/2015-12-vlt-revisits-curious-cosmic-collision.html#jCp

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