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우주 이야기 825 - 은하 중심으로 돌진하는 초고속 별



(The positions and reconstructed orbits of 20 high-velocity stars, represented on top of an artistic view of our Galaxy, the Milky Way. These stars were identified using data from the second release of ESA’s Gaia mission.The seven stars shown in red are sprinting away from the Galaxy and could be travelling fast enough to eventually escape its gravity. Surprisingly, the study revealed also thirteen stars, shown in orange, that are racing towards the Milky Way: these could be stars from another galaxy, zooming right through our own. Credit: ESA (artist’s impression and composition); Marchetti et al. 2018 (star positions and trajectories); NASA / ESA / Hubble (background galaxies); CC BY-SA 3.0 IGO)


 천문학자들이 유럽 우주국의 가이아 데이터를 이용해 우리 은하에서 탈출할 정도로 빠른 속도로 움직이는 초고속 별 (hypervelocity star, HVS) 20개를 새로 발견했습니다. 그런데 흥미로운 사실은 이 별이 우리 은하에서 나가는 방향이 아니라 대부분 은하 중심으로 돌진하고 있다는 것입니다. HVS에 대해서는 이전 포스트를 참조해 주시기 바랍니다. 




 네덜란드의 라이덴 관측소의 과학자들은 10억개 이상의 별의 관측 데이터를 포함한 가이아 데이터에서 정확한 이동 속도를 알 수 있는 700만 개의 별을 확인하고 깜짝 놀랄 수밖에 없었습니다. 앞서 말했듯이 20개에 달하는 초고속 별을 발견했을 뿐 아니라 그 방향이 뜻밖에도 은하 중심이었기 때문입니다. 이는 이 별들이 다른 대마젤란 은하처럼 우리 은하 주변이나 혹은 그보다 더 멀리서 온 외계 별일 가능성을 시사합니다. 다만 은하 헤일로에서 기원했을 가능성도 존재합니다. 


 HVS의 생성 원인은 은하 중심 블랙홀의 중력이나 쌍성계에서 동반성의 초신성 폭발 등이 유력한 가설로 설명되지만, 아직도 확실하지 않은 부분들이 있습니다. 아무튼 우리 은하에서 뛰쳐나갈 정도로 빠른 별이 있다면 반대로 외부 은하에서 들어오는 별도 존재할 것입니다. 이들 가운데는 속도가 너무 빨라 결국 우리 은하를 관통해 다시 빠져나가게 될 것입니다. 이렇게 과속하면 충돌할 것 같지만, 사실 별과 별 사이의 공간이 매우 넓기 때문에 별 사이의 충돌은 수천억개의 별을 지닌 우리 은하에서도 매우 드문 사건입니다. 


 과학자들은 이 별이 정확히 어디서 기원했고 어디로 가는지를 알기 위해 더 상세한 관측 데이터를 기대하고 있습니다. 더구나 우리 은하의 많은 별 가운데 불과 700만개의 별 사이에서 20개가 나왔기 때문에 어쩌면 우리 은하에는 이런 초고속 별이 수만개 이상 존재할지도 모릅니다. 앞으로 이들에 대한 흥미로운 연구가 나오기를 기대합니다. 


 참고 


 Gaia DR2 in 6D: Searching for the fastest stars in the galaxy. arxiv.org/abs/1804.10607 




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