확 달라진 우리 은하 안내서

(서울=연합뉴스) 우주 관측 장비와 기술의 눈부신 발달로 과학자들이 먼 외부 은하들에 관해 놀랄만큼 많은 것을 알게 되면서 지구가 속한 우리 은하에 관한 기본적인 사실들이 새로 밝혀지고 기존 지식도 크게 수정됐다.

우주과학 웹사이트 스페이스 닷컴은 먼 우주로부터 우리 은하로 여행하는 가상 여행객의 눈으로 보는 우리 은하의 모습을 이렇게 소개했다.

△ 1번 정거장: 빛무리

우리 은하는 `국부은하무리'로 물리는 50개 이상의 은하 집단의 일원이다. 차지하는 공간으로 보면 `안드로메다'로 불리는 M31이 가장 크지만 질량은 우리 은하가 가장 크다.

우주 여행객이 우리 은하를 볼 때 처음 눈에 띄는 것은 가스와 은하를 둘러싼 별들로 구성된 빛나는 빛무리(halo 광륜)이다. 지름은 약 10만 광년이며 두께는 약 1천광년이다.

이 빛무리 속에는 170개의 공전하는 항성 무리와 10여 개의 작은 은하들이 들어있다. 우리 은하의 중력이 너무도 커서 때로는 지나가는 위성 은하를 갈가리 찢어 가스를 제거하고 심지어 별까지도 없애 버릴 수 있다. 메시어 12라고 불리는 성단에서는 이런 방식으로 최고 100만 개에 달하는 별이 사라졌다.

부모 은하와 별무리로부터 떨어져 나온 별들은 물의 흐름 같은 꼬리를 형성하거나 빛무리 안에 남게 되며 이런 경우 대부분 120억 년 이상 된 다른 외톨이 별들과 합쳐지게 된다.

위성 은하들은 우리 은하의 모양에도 영향을 미치며 우리 은하의 수소 원반이 이상하게 찌그러진 것은 두개의 왜소은하인 대ㆍ소 마젤란 성운의 운동과 암흑물질과의 상호작용 때문이라는 가설도 있다.

△2번 정거장: 나선형 원반

지금까지 우리 은하에는 약 1천억 개의 별이 있는 것으로 알려졌으나 최근 아주 오래 되고 거의 보이지 않는 별 약 10억 개가 계산에서 빠졌다는 사실이 새로 밝혀졌다.

우리 은하의 별 대부분은 주원반에 밀집해 있는데 최근 이 원반은 하나가 아니라 여러개의 형태가 뚜렷하지 않은 원반들이 겹쳐진 것으로 밝혀졌다.

이 중 가장 큰 `두터운 원반'은 비교적 평평한 형태에 느리게 소용돌이 치는 허리케인처럼 나선운동을 하는 것으로 밝혀졌으며 그 안에는 별들로 구성된 납작한 원반인 `얇은 원반'이 있다.

더 안쪽에는 별들과 가스 구름이 가장 빠른 속도로 움직이는 또 다른 원반이 있으며 이것은 `극단 원반'으로 불린다.

46억살인 우리 태양은 우리 은하의 나선 팔 중 하나에 위치해 있으며 은하 중심부로부터 2만6천 광년 떨어져 있다. 은하 중심부는 너무 혼란스럽고 금속 밀도가 너무 높으며 은하의 바깥쪽은 금속 밀도가 너무 낮아 태양이 위치한 곳이 생명체를 품기에는 가장 적합한 장소로 보인다.

우리 태양의 우리 은하 공전 주기는 약 2억2천500만 년이지만 중심부에 가까운 별들은 수백만년에 불과하다. 이런 별들은 나이가 10억~100억 년 정도로 은하들의 평균 나이보다 젊은 것이 보통이다.

△ 근접 비행: 은하 막대부

가장 밀도가 높고 밝은 우리 은하의 중앙팽대부로 점점 다가갈수록 우주선은 중력의 힘이 점점 강해지는 것을 느끼게 된다.

태양과 가장 가까운 별의 거리가 4.2 광년이라는 사실이 말해주듯 은하의 대부분 공간이 비교적 성긴 것과 반대로 우주팽대부에서는 1광년 거리 안쪽에 1천만 개의 별들이 밀집해 공전운동을 하고 있다.

최근 미항공우주국(NASA) 스피처 망원경 관측 결과는 우리 은하가 완벽한 나선형 은하가 아니라 중앙팽대부에 기다란 막대기 모양의 별 무리가 있는 것으로 알려졌다.

은하 막대부에는 약 3천만 개의 별이 2만7천 광년 거리에 걸쳐 있는데 주로 나이 많은 붉은 별들로 구성돼 있어 잘 포착된다.

이 막대는 프로펠러처럼 돌기 대문에 우리 은하 특유의 나선형을 만들어내는 것으로 생각되고 있다.

다른 은하들에 관한 연구에 따르면 은하 막대부들은 우리 은하를 비롯, 많은 은하 중심부에 있는 거대한 블랙홀에 먹이를 공급하는 역할도 하는 것으로 추측된다.

△ 최종 목적지: 블랙홀

우리 은하에 있을 것으로 추정되는 블랙홀은 궁수좌 A, 또는 Sgr A로 불리며 질량은 우리 태양의 320만~400만 배 정도로 추정되지만 지구의 태양 공전궤도의 약 10분의1 공간에 압축돼 있는 것으로 보인다. Sgr A는 11분 주기로 자전운동을 할 가능성이 높다.

학자들은 Sgr A 주위의 별들이 지구보다 50배 빠른 속도로 공전하는 것으로 미루어 궤도를 계산하고 이처럼 빠른 속도를 내게 하는 중력으로 미뤄 Sgr A가 블랙홀일 것이라고 믿고 있다.

그러나 대부분의 블랙홀이 큰 질량의 별이 붕괴하면서 생기는 것과 달리 Sgr A 같은 대형 블랙홀은 그들이 몸담고 있는 은하들과 함께 태어난 것으로 보인다.

이런 이론을 적용하면 블랙홀들은 주변 물질을 닥치는대로 삼키기만 하는 것이 아니라 은하의 모양을 만들고 별들을 제자리에 배치하는 원동력인 것으로 믿어진다.

△ 알려지지 않은 사실들

아직까지 우리 은하에 관해서는 많은 것들이 미지로 남아 있다. 최신 우주 모델에 따르면 우리 은하는 질량이 각각 우리 은하의 0.01~10%인 약 1천 개의 왜소 은하들을 거느려야 하지만 지금까지 발견된 것은 몇 개 뿐이다.

하나의 가정은 이처럼 사라진 위성 은하들이 전적으로 암흑물질로 구성돼 있어 현재의 기술로는 보이지 않는다는 것이다.

일부 학자들은 우리 은하가 앞으로 30억 년 뒤 안드로메다와 충돌할 것이라고 예상하기도 하지만 별의 탄생과 은하의 형성 과정이 밝혀지기까지는 아직도 멀었다.

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