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우주 이야기 675 - X선 영역에서 본 충돌 은하



(Image credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Crete/K. Anastasopoulou et al, NASA/NuSTAR/GSFC/A. Ptak et al; Optical: NASA/STScI)


 Arp 299는 지구에서 1억4천만 광년 떨어진 충돌 은하로 대형 충돌 은하 가운데서는 비교적 지구에 가까이 위치해 많은 연구가 진행된 은하입니다. 두 개의 은하가 충돌하면서 은하 내부에서는 가스 밀도가 갑자기 상승해서 수많은 별들이 생성되고 있습니다. 이 가운데는 평상시에는 매우 드물게 형성되는 거대 질량 별도 상당수 존재하는 것으로 생각됩니다. 


 나사의 찬드라 X선 위성과 NuSTAR 위성은 Arp 299에서 강력한 X선원 25개를 찾아냈습니다. 이 가운데 14개는 ultra-luminous X-ray sources (ULXs)로 분류할 수 있는데, 이들은 모두 블랙홀이나 중성자별을 의미합니다. 생성된지 얼마 되지 않은 항성질량 블랙홀이나 중성자별이 동반성으로부터 가스를 흡수하면서 강력한 X선을 방출하는 것입니다. 


 보통 ULX는 매우 큰 질량을 지닌 별이 초신성 폭발을 겪고 난 후 형성되는 것이기 때문에 우주에 흔한 존재가 아닙니다. Arp 299는 예외적으로 많은 ULXs를 가지고 있는데, 이는 큰 질량을 가진 별이 다수 생성되었다는 점을 의미합니다. 


 위의 사진은 허블 우주 망원경 관측 사진에 찬드라 (핑크색), NuSTAR (자주색) 이미지를 입힌 것으로 X선 및 고에너지 부분에서 매우 밝게 빛나는 은하라는 것을 보여줍니다. 지금 이 은하에서는 많은 별이 태어나고 있으며 그 가운데 태양 질량의 수십 배가 넘는 무거운 별은 이미 짧은 생을 끝내고 블랙홀이나 중성자별을 남긴 상태입니다. 


 그런 사연과는 별개로 영롱하게 빛나는 은하의 모습이 매우 신비로운 것 같습니다. 


 참고


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