(U astronomers and colleagues have found two ultra-compact dwarf galaxies, VUCD3 and M59cO, with supermassive black holes. The findings suggest that the dwarfs are likely tiny leftovers of larger galaxies that were stripped of their outer layers after colliding into other, larger galaxies M87 and M59, respectively. Credit: NASA/Space Telescope Science Institute)
우주에는 우리 은하처럼 대형 나선은하보다는 작은 왜소 은하가 흔하게 존재합니다. 큰 별보다 작은 별이 더 많고 큰 행성보다 작은 소행성이 더 많다는 것을 생각해보면 당연한 이야기이기도 합니다. 하지만 왜소 은하라고해서 다 비슷한 존재는 아닙니다.
크기는 작지만 매우 밀도가 높은 고밀도 왜소 은하들이 존재하는데, 이들의 존재는 일부 왜소은하가 사실은 주변의 별을 잃어버린 대형 은하일 가능성을 시사하는 것입니다. 그리고 실제로 이를 지지하는 증거들이 있습니다.
유타 대학이 이끄는 천문학자팀은 우리 은하 주변에 있는 두 개의 초고밀도 왜소은하 (ultra-compact dwarf galaxy)를 연구했습니다. 이 왜소은하들은 우리 은하와 비교해서 0.1%에 불과한 크기지만, 은하 중심 블랙홀은 결코 작지 않습니다.
왜소은하 VUCD3의 경우 은하 중심 블랙홀의 질량이 태양 질량의 440만배로 은하 전체 질량의 13%에 달하며 M59cO의 경우 태양 질량의 580만배로 이 은하 질량의 18%에 달합니다. 반면 우리 은하 중심 블랙홀은 태양 질량의 400만배로 전체 은하 질량의 0.1%에도 미치지 못합니다.
이와 같은 사실은 이 왜소은하들이 사실은 더 큰 은하의 중심핵이었으나 은하 충돌의 과정에서 대부분의 가스와 별을 빼앗기고 현재의 초고밀도 왜소은하가 되었다는 이론을 뒷받침합니다. 블랙홀만 엄청나게 큰 은하는 사실 생각하기 어려우니까요.
연구팀은 이를 좀 더 검증하기 위해 하와이에 설치된 제미니 노스 망원경을 이용해서 이 은하와 은하에 속한 별의 이동방향을 통해 과거 충돌을 재구성했습니다. 관측 데이터에 기반한 시뮬레이션 결과는 충돌 가설을 지지하는 결과를 보여줬습니다.
(동영상)
이렇게 생각하면 어쩌면 우리 태양계 역시 처음에는 다른 은하의 일부였을지도 모릅니다. 이 부분은 확실치 않지만, 미래에는 우리 은하와 안드로메다 은하가 합쳐질 가능성이 높으므로 우리 태양계는 그 마지막 순간에 새로운 은하계에 속하게 될 것입니다.
참고
Christopher P. Ahn et al. Detection of Supermassive Black Holes in Two Virgo Ultracompact Dwarf Galaxies, The Astrophysical Journal (2017). DOI: 10.3847/1538-4357/aa6972
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