우주 이야기 615 - 우리 은하계의 질량은?

(Credit: McMaster University)

질량을 알아내기 가장 어려운 은하 가운데 하나는 바로 우리가 살고 있는 은하일 것입니다. 등잔 밑이 어둡다고 할 수 있는데, 은하를 구성하는 별의 수가 워낙 많은데다, 중심부에 가려 보이지 않는 부분도이 있고 무엇보다 상당한 양의 보이지 않는 암흑물질이 포함되어 있어 정확한 질량을 측정하기 만만치 않았기 때문입니다.

하지만 과학자들은 우리 은하의 회전 속도로부터 현재 보이는 물질만으로는 구조를 유지하기 어렵다는 사실도 알고 있습니다. 보이는 물질보다 보이지 않는 암흑물질이 행사하는 중력이 매우 크다는 이야기죠. 아무튼 우리 은하의 정확한 질량을 이해하는 것은 다른 은하의 구조와 질량을 이해하는데 중요하기 때문에 연구가 계속되고 있습니다.

맥마스터 대학의 천체물리학자인 그웬돌 애디(Gwendolyn Eadie)와 그녀의 동료들은 새로운 통계적 방법으로 우리 은하의 질량이 태양질량의 4000억 배에서 5800억 배 사이라는 결과를 내놓았습니다. 이는 은하 중심에서 125kpc (킬로파섹) 혹은 약 4만 광년 반지름 이내 질량에 대한 추정값입니다. 만약 범위를 300kpc (9만 7800광년)으로 넓히면 태양 질량의 9000억 배로 질량이 증가하게 됩니다.

연구팀이 사용한 방법은 우리 은하의 구상 성단의 이동속도로부터 은하 전체의 중력을 계산하는 방식입니다. 하지만 문제는 우리가 모든 구상 성단의 이동속도와 질량을 모른다는 것이죠. 연구팀은 이를 추정하기 위해 계층적 베이지안 분석 (hierarchical Bayesian analysis)이라는 통계적 분석 방법을 사용했습니다. 베이지안 통계는 아직 천문학에서 널리 사용되지는 않지만, 앞으로 더 많은 부분에서 이용될 수 있을 것이라고 하네요.

다만 이번 연구 하나로 우리 은하계의 질량 논쟁이 끝난 것은 아닙니다. 앞으로 더 정확한 추정을 하기 위해 많은 연구가 필요합니다. 분명한 것은 태양은 우리 은하계의 아주 작은 부분이라는 것이죠.

참고

http://phys.org/news/2017-01-scientists-true-mass-milky.html

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