우주 이야기 452 - 다양한 파장에서 본 은하단의 충돌

(Frontier Fields galaxy cluster MACS J0416

Credits: X-ray: NASA/CXC/SAO/G. Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA)

 천문학자들은 다양한 파장에서 우주를 관측하고 있습니다. 하나의 파장에서는 알 수 없는 천체의 모습도 다른 파장에서 드러날 수 있기 때문입니다. 그리고 종종 여러 개의 파장을 합쳐 하나의 천체를 연구할 때도 있습니다. 

 위에 보이는 사진은 MACS J0416.1-2403 (MACS J0416) 라는 거대 은하단의 모습입니다. 지구에서 43억 광년 떨어진 은하로 본래도 큰 은하단이지만, 현재 충돌을 통해 더 거대한 은하단이 되고 있는 모습입니다. 

 사진에서 파란색은 찬드라 X선 망원경 이미지이며 허블 우주 망원겨 이미지는 붉은색, 녹색, 파란색 영역에 거쳐있습니다. 미 국립 과학재단의 잔스키 대형 어레이 (Jansky Very Large Array) 전파 망원경 이미지는 분홍색입니다. 

 X선은 섭씨 수백만도의 고온의 물질에서 주로 방출됩니다. 따라서 찬드라 X선 이미지가 보여주는 것은 두 은하단의 충돌로 인해 수백만도로 가열된 가스의 모습을 보여주는 것입니다. 은하단 저편으로는 큰 은하들이 보이는데, 사실은 더 멀리 존재하는 은하로써 중력 렌즈로 인해 더 크게 보이는 것입니다. 실제로는 은하단의 일원은 아닌 셈이죠. 

 이 거대 은하단은 이제 막 충돌을 시작했습니다. 눈에 보이는 가스와 은하는 물론 보이지 않는 암흑 물질의 충돌도 시작된 것이죠. 과학자들은 이 과정을 추적해 암흑 물질이 은하와 은하단에 미치는 영향을 연구하고 있습니다. 

(Frontier Fields galaxy cluster MACS J0717

Credits: X-ray: NASA/CXC/SAO/van Weeren et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA)

 위에 보이는 MACS J0717.5+3745 (MACS J0717) 역시 충돌하는 은하단으로 중력 렌즈 효과에 의해 뒤에 있는 은하들을 확대해 보여주고 있습니다. 은하단의 위치는 54억 광년 정도이고 뒤에 확대된 은하는 대략 78억 광년에서 104억 광년 떨어진 것들입니다. 

 때때로 눈에 보이는 것 이상의 진실이 있습니다. 우주 역시 마찬가지죠. 눈에 보이지 않는 파장으로 관측한 물질은 물론이고 우리가 아직 알지 못하는 암흑물질이 이 거대한 은하단의 충돌에 큰 영향을 미치고 있습니다. 

 참고 

 http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/telescopes-combine-to-push-frontier-on-galaxy-clusters.html