20년 묵은 우리은하 미스터리 풀렸다!

수십억 년 걸린 은하 형성을 100초 만에 본다

우리은하가 오늘날과 같은 방대한 규모와 복잡한 구조를 갖추기까지는 수십 억 년에 이르는 시간이 걸렸다. 우리은하가 초창기에 물질을 모으기 시작해서 거대한 별들의 나선 디스크를 만들어나가기까지는 오랜 시간 동안 복잡한 진행과정을 거쳐야 했다.

이 같은 우리은하의 형성과정을 이해하기 위해 여러 해 동안 연구해온 천문학자들은 마침내 그 대강의 형성과정을 알아내기에 이르렀다고 영국 일간지 데일리메일이 12일(현지 시간) 보도했다.

이들은 우리은하의 형성과정을 대용량의 컴퓨터를 동원, 상세한 시뮬레이션으로 구현했는데, 그 덕분에 우리는 수십억 년에 이르는 은하 탄생의 전 과정을 100초 남짓 만에 볼 수 있다.

이 시뮬레이션은 동시에 우리은하에 관한 20년 묵은 미스터리를 풀어주었는데, 수많은 왜소은하들이 우리은하 주변을 떠돌고 있을 거라는 예측이 있었지만, 확인된 숫자는 겨우 30%에 지나지 않고 있어 그 나머지의 행방은 미스터리에 싸여 있었다.

왜소은하의 숫자는 우리은하 주변에 둘러싸고 있는 암흑물질을 조사함으로써 예측된 것이다. 이 '사라진 왜소 위성은하 문제'는 이전에도 컴퓨터 시뮬레이션으로 추적되었지만 여전히 풀리지 않는 미스터리로 남아 있었다.



하지만 캘리포니아 공과대학(Caltech) 연구자들이 만든 새 시뮬레이션은 우리은하 형성에 관련된 왜소은하들의 정확한 숫자를 보여주고 있다.

논문 대표저자인 칼텍의 앤드류 웨츨 박사는 "우리은하 둘레의 왜소은하와 같은 것들을 시뮬레이션이 생성해내는 것을 본 바로 그때, 깨달음의 순간이 찾아왔다"고 말했다.

초신성 폭발의 강력한 푹풍이 왜소은하들을 찢어버린 것이다.

시뮬레이션은 수천 대의 컴퓨터가 동원되어 70만 시간 작업한 끝에 완성된 것이다. 그 결과 우리는 강력한 초신성 폭발이 왜소은하들을 휩쓸어버리는 드라마틱한 광경을 볼 수도 있다. 초거성이 별의 진화단계 마지막에 이르면 대폭발을 일으켜 생을 마감하는데, 이것을 초신성 폭발이라 한다.

시뮬레이션은 초신성 폭발에서 발생한 폭풍이 초속 수천 킬로미터의 속도로 '왜소은하의 가스와 별들을 휩쓸어 버리는 광경을 보여준다'고 웨츨 박사는 밝혔다. 이전의 시뮬레이션들은 이 같은 초신성 폭발의 영향을 제대로 구현하지 못했다.

"우리는 그전에 혹시 이 시뮬레이션에 적용한 암흑물질에 대한 정보가 잘못된 것이 아닐까 생각한 적도 있었지만, 완성된 시뮬레이션을 보니 우리 생각이 맞았다는 것을 확신할 수 있었습니다."

웨츨 박사는 "우리는 보다 정확한 초신성 모델로 정답을 얻어냈다"고 덧붙였다.

이 논문은 '천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters)'에 발표되었다.



이광식 통신원 joand999@naver.com