300만km/h로 확산…은하계 중심 ‘페르미 버블’

우리 은하 중심에는 ‘페르미 거품’이라는 거대 구조가 확산하고 있다. 천문학자들이 허블 우주망원경을 사용해 이 거대 거품에 관한 비밀을 하나하나 파헤치고 있다고 미국 천문학 전문지 ‘애스트로노미 매거진’이 6일(현지시간) 전했다.

2010년 미국항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경이 우리 은하의 원반에서 발견한 거품 구조가 바로 페르미 거품이다. 페르미 거품은 수직 방향으로 각각 3만 광년에 걸쳐 펼쳐져 있는 데 200만 년 전 은하 중심부에서 일어난 폭발적인 가스 방출로 생성된 것으로 추정되고 있다.

가스 방출의 계기로는 두 가지 주된 가설이 존재한다. 첫째는 별이 차례차례로 태어나 계속해서 초신성 폭발을 일으켰다는 설이다. 두 번째 가설은 하나의 별이나 별무리가 은하 중심의 블랙홀로 빨려들어갔다는 것이다. 이는 은하의 긴 역사 속에서 순간적인 사건일 뿐이며 반복적일지도 모른다.

페르미 거품에 관한 연구를 이끌고 있는 미국 우주망원경과학연구소(STSCI)의 천문학자 앤드루 폭스 연구팀은 거품의 반대편에 있는 퀘이사(밝게 빛나는 먼 은하핵)를 허블 우주망원경의 우주 기원 분광기(COS)를 사용해 자외선 관측하고 그 빛을 분석함으로써 그 구조의 형태를 알아내고 있다.

초기 성과에서 페르미 거품 내의 가스는 시속 300만 km로 확산하고 있는 것으로 나타났다. 또 규소와 탄소, 알루미늄 등 별 생성에 필요한 무거운 원소가 풍부한 것도 확인됐다. 온도는 섭씨 9700도 정도로 그다지 높지 않았다. 섭씨 100만 도에 달하는 은하 원반의 성간 가스가 유입 과정에서 식고 있는 것으로 생각되고 있다.

연구팀은 20개의 퀘이사에 대해 같은 관측을 시행하고 있으며 거품 전체의 총 질량과 여러 부분에서 속도를 조사해 페르미 거품이 생성되는 현상을 해명하려 하고 있다.

사진=NASA/ESA/A. Feild (STScI)

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr