(Artist conception of gas streams (blue) feeding a galactic disk. The inflow fuels new star formation, and because the infalling gas is spinning, the size of the disk grows. Credit: James Josephides, Swinburne Astronomy Productions)
(J165930+373527 is among the galaxies detected with corotating halo gas. This high-resolution W. M. Keck Observatory NIRC2 image (red) combined with hubble space telescope WFC3 imaging (blue and green) resolves the galactic disk. The galactic rotation was measured from W. M. Keck Observatory and apache point observatory emission-line spectra. Credit: S. Ho & C. Martin, UC Santa Barbara/W. M. Keck Observatory/STSCI)
흔히 은하라고 하면 떠오르는 이미지는 우리 은하나 안드로메다 은하처럼 나선팔을 지닌 소용돌이 모양의 나선 은하입니다. 하지만 은하는 주변 가스인 은하 헤일로 (halo)에 둘러싸여 있으며 이 은하 헤일로 역시 은하의 일부라고 할 수 있습니다. 은하 헤일로는 별이 생성되기에는 가스의 밀도가 낮은 편이지만, 그래도 종종 별이 볼 수 있으며 위성 은하 역시 이 안에 존재할 수 있습니다.
캘리포니아 대학의 크리스탈 마틴과 스테파니 호 (Crystal Martin and Stephanie Ho of the University of California, Santa Barbara)를 비롯한 연구팀은 은하 헤일로가 은하의 성장에 미치는 영향을 조사했습니다. 은하 헤일로 자체는 별이 거의 없지만 부피는 은하 디스크와 벌지보다 훨씬 크기 때문에 상당한 질량의 가스를 지니고 있으며 이 가스가 디스크에 공급될 수 있기 때문입니다.
연구팀은 별이 활발히 생성되는 은하 50개를 관측해 은하 헤일로 가스가 디스크로 유입되는 정도를 분석했습니다. 10미터 구경의 켁 망원경에 설치된 레이저 유도 항성 적응 광학 시스템 (laser guide star adaptive optics (LGSAO) system) 적외선 카메라 (near-infrared camera (NIRC2)) 및 허블 우주 망원경의 Wide Field Camera 3 (WFC3)를 통해 관측한 결과 은하 헤일로는 은하와 같은 방향으로 공전하고 있었습니다.
하지만 은하 중력에 비해 각운동량이 작은 경우 결국 은하 디스크 방향으로 가스가 흘러들어가 새로운 별을 생성하는 가스를 보태는 것입니다. 쉽게 이야기하면 인공위성의 속도가 느려지면서 궤도를 유지하지 못하고 지구 대기권으로 떨어지는 경우와 비슷합니다.
이번 연구는 은하 헤일로가 단순히 은하 주변 가스가 아니라 은하 진화와 성장에 큰 영향을 미치는 존재라는 점을 보여줬습니다. 제목 그대로 은하 성장의 연료가 되는 셈입니다. 앞으로 후속 연구를 통해 이 과정을 더 상세히 알아낼 것으로 기대합니다.
참고
Crystal L. Martin et al, Kinematics of Circumgalactic Gas: Feeding Galaxies and Feedback, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/1538-4357/ab18ac
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