(Comparison of color-composite images of IC 1101 obtained from different imaging surveys. From left to right: SDSS DR16, the DESI Legacy Imaging Surveys DR9 based on DECaLS imaging, and the INT/WFC data presented in this work. Credit: Carlos Marrero-de la Rosa et al. (2026). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2607.15340)
천문학자들이 지금까지 발견된 은하 가운데 가장 거대한 은하인 IC 1101의 크기를 정확히 측정했습니다. 이번 관측을 통해 과학자들은 IC 1101이 현재까지 알려진 가장 큰 은하로 지름이 약 520킬로파섹(kpc, 약 170만 광년)이고, 별의 질량은 약 3조 4천억 태양 질량에 달하는 것을 확인했습니다.
우주에서 가장 큰 은하들인 가장 밝은 은하단 은하(brightest cluster galaxies (BCGs))들은 계층적인 은하 형성 과정을 통해 생성된다고 알려져 있습니다. 이들은 수십억 년에 걸쳐 더 작은 은하들을 흡수하면서 성장합니다.
그런데 은하단 은하들은 서로 가스와 물질이 혼합된 위치에 있어 정확한 크기를 측정하기가 매우 어렵습니다. BCG 외곽에는 과거 병합의 흔적이 남아 있고 조석 꼬리와 항성 헤일로가 겹쳐 은하가 끝나는 지점과 나머지 은하단이 시작되는 지점을 구분하기 어렵게 만듭니다.
카나리아 제도 천체물리학 연구소의 카를로스 마레로-데 라 로사(Carlos Marrero-de la Rosa of the Instituto de Astrofísica de Canarias)가 이끄는 연구팀은 지금까지 관측된 가장 거대한 은하단 중 하나인 아벨 2029 은하단 중심에 있는 밝은 은하단 은하를 관측했습니다.
과거 이 은하단 은하는 지름 607킬로파섹으로 측정되었습니다. 연구팀은 아이작 뉴턴 망원경(INT)의 광시야 카메라(Wide Field Camera)에서 얻은 초심도 이미지를 사용하여 은하의 가장자리를 정확히 조사했습니다.
멀리 떨어진 은하의 정확한 경계를 측정하려면 매우 희미한 별빛을 감지하고 다른 별과 은하에서 산란된 빛을 분리해야 합니다. 이 산란광은 이미지 전체에 희미한 빛을 퍼뜨려 천문학자들이 추적하는 희미한 영역을 가려버릴 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 연구팀은 밝기가 다양한 수십 개의 기준별을 사용하여 망원경의 점 확산 함수에 대한 상세한 모델을 구축했습니다. 그런 다음 이 모델을 사용하여 최종 이미지에서 250개 이상의 별에서 산란된 빛을 하나씩 제거하여 희미한 구조를 확인했습니다.
그 결과 IC 1101의 경계 반지름은 260킬로파섹으로 나타났으며 지름은 520킬로파섹 (170만 광년)으로 나타났습니다. 그리고 은하에 포함된 항성의 총 질량은 대략 3조 4천억 태양 질량으로 추정됩니다. 우리 은하 역시 대형 나선 은하지이지만, 그 지름은 약 30킬로파섹(약 10만 광년) 에 불과합니다. 또 IC 1101의 항성 질량만 해도 우리 은하 전체 질량(암흑 물질 포함해 약 1조에서 1조 5천억 태양 질량으로 추정)보다 훨씬 큽니다.
더욱 놀라운 점은 이 은하가 성장을 계속하고 있다는 것입니다. 연구팀은 중심 경계 너머에서 넓고 희미하며 비대칭적인 별 구조 8개를 발견했습니다. 그중 두 개는 주변 뜨거운 성단 가스에서 관측된 X선 "흐름" 과 일치하는데, 이는 이 은하가 주변에서 지속적인 물질 유입을 통해 여전히 성장하고 있음을 시사합니다.
어쩌면 지금도 성장을 계속하는 더 큰 은하가 어딘가 존재할지도 모릅니다. 앞으로 더 강력한 차세대 망원경이 활약하면 기존의 기록을 뛰어넘는 초거대 은하가 발견될지도 모릅니다.
참고
Carlos Marrero-de la Rosa et al, How large can galaxies be? Ultra-deep imaging of IC 1101, the most extended known galaxy, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2607.15340
https://phys.org/news/2026-07-astronomers-full-size-largest-galaxy.html
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