(Orbit computed for VVV CL002 (black line), overlaid on the probability densities of orbits projected on the galactic plane (left) and height above the plane z versus galactocentric radius (right). Lighter colors indicate more probable regions of space, that are more frequently sampled by the simulated orbits. Credit: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.16028)
천문학자들이 우리 은하에 은하 중심 블랙홀 방향으로 떨어지는 구상 성단 (globular cluster)이 있다는 사실을 발견했습니다. 칠레 안드레스 벨로 카톨릭 대학의 단테 민니티 (Dante Minniti of the Andrés Bello Catholic University in Santiago, Chile)가 이끄는 연구팀은 마젤란 클레이 망원경 (Magellan Clay telescope)를 이용해 은하 중심에서 1300광년 떨어진 구상 성단인 VVV CL002를 관측했습니다.
구상 성단은 수많은 별이 중력으로 서로 묶여 한 덩어리처럼 움직이는 성단으로 우리 은하 내부는 물론 근처에도 다수 존재합니다. 하지만 VVV CL002처럼 은하 중심 가까이에 존재한 경우는 없었습니다. 보통 이 정도면 은하 중심의 강한 중력에 의해 산산히 분해될 가능성이 높다는 점을 생각하면 의외입니다.
연구팀은 그 이유를 밝히기 위해 마젤란 클레이 망원경에 설치된 Warm INfrared Echelle spectrograph to Realize Extreme Dispersion and sensitivity (WINERED) 장비를 이용해 지구에서 23,800 광년 떨어진 VVV CL002의 구성 물질을 상세히 관측했습니다.
분석 결과 VVV CL002의 구성 물질은 은하 중심부가 아니라 먼 외곽에서 온 것과 비슷했습니다. 따라서 이 구상 성단은 본래 은하 중심에서 생성된 것이 아니라 먼 외곽에서 생성된 후 어떤 이유로 인해 은하 중심으로 끌려와 점점 더 낙하하는 것으로 보입니다. 그리고 앞으로 점점 더 은하 중심에 다가가 결국은 성단이 와해될 것으로 보입니다.
VVV CL002는 현재도 619광년에서 3400광년 사이의 타원궤도를 돌고 있어 은하 중심에 매우 가깝습니다. 결국은 은하 중심에서 중력 간섭에 의해 별들이 뿔뿔이 흩어진 후 사라지게 될 것입니다. 마치 지구 대기권에 다시 진입해 타버리는 인공 위성 같은 상황인데, 지금까지 이런식으로 사라진 구상 성단도 꽤 존재하지 않을까 생각해봅니다.
참고
https://phys.org/news/2024-01-globular-cluster-vvv-cl002-falling.html
D. Minniti et al, The globular cluster VVV CL002 falling down to the hazardous Galactic centre, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.16028
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