고흐의 명작? 우리 은하 ‘자기장’이 그린 황홀한 그림

눈에는 보이지 않지만, 만약 밤하늘 은하수에 있는 자기장을 직접 볼 수 있다면 어떤 모습일까? 유럽 우주국(ESA)의 과학자들이 플랑크 관측위성(Planck Satellite)의 데이터를 이용해서 그 답을 내놨다. 플랑크 위성은 2009년 유럽 우주국이 발사한 관측 위성으로 우주 배경 복사(CMB, cosmic microwave background) 관측을 포함한 다양한 임무를 수행 중이다. 이 위성의 또 다른 임무 가운데 하나가 바로 우리 은하 자기장의 분포 관측이다.

지구는 물론이고 태양계의 여러 행성은 자기장(magnetic field)을 가지고 있다. 태양 역시 표면에 강력한 자기장을 생성하고 있으며 이 때문에 태양 폭풍이나 흑점 같은 다양한 현상을 일으킨다. 그런데 사실 우리 은하계도 은하 자기장(Galactic magnetic field)을 지니고 있다.

우리 눈에는 텅 빈 우주 공간도 사실 완전한 진공 상태는 아니다. 별과 별 사이의 광활한 공간 역시 성간 물질(interstellar medium)이라는 매우 희박한 가스와 먼지가 존재하고 있다. 이 입자들은 은하 자기장의 방향에 따라 자성을 띄게 되는데, 이 분포를 측정하면 성간 물질의 분포와 구성에 대한 정보를 얻을 수 있다. 참고로 위의 이미지는 성간 먼지에서 나오는 353, 545, 857GHz 파장 방출과 353GHz 영역에서 관측한 은하 자기장의 방향을 합성한 것이다.

과학자들은 이 성간 물질들이 새로운 별을 형성하는 재료라는 것을 알고 있다. 또 반대로 별의 밀도가 높은 장소에 성간 물질의 밀도 역시 높은 편이다. 위의 사진에서 중앙부는 별과 가스가 밀집한 은하계의 중심 부분이고 위와 아래로 갈수록 자기장과 물질의 농도는 옅어지게 된다. 이를 밀도에 따라 색상을 입혀 표현했더니 뜻하지 않게 한 폭의 예술적인 그림이 된 셈이다.

비록 우리가 실제 육안으로는 이 모습을 볼 수 없더라도 우리가 매일 밤 보는 밤하늘의 은하수 주변으로는 이와 같은 자기장이 흐르고 있다. 우리가 볼 수 없는 영역에서조차 자연은 우리가 생각하는 것 이상으로 아름다운 존재인 셈이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com