[아하! 우주] 우리은하 ‘뼈’가 은하의 비밀을 알고 있다...은하 ‘뼈’ 사냥꾼들

- 6개 강력한 '뼈' 후보군 발굴

우리은하의 중심부에 숨어 있는 은하 '골격'에 대한 증거들을 수집하고 있는 과학자들은 이러한 무거운 질량의 은하 '뼈대'가 외부에서 바라본 우리은하의 모습을 알려줄 것으로 기대하고 있다.

2013년 연구자들은 길고 밀도 높은 가스 구름이 우리은하의 나선팔 안에서 형성되어 은하의 뼈대를 만들며, 그것이 이 거대한 구조물의 형태를 결정지을 것이라는 가설을 최초로 내놓았다. 당시에는 오로지 '네시'(Nessis)라는 이름을 가진 하나의 '뼈'만 확인되었지만, 225차 미국천문협회 회의에서 연구자들은 네시가 하나뿐이 아니라는 사실을 발표했다. 버지니아 대학의 물리학과 재학생인 캐서린 주커는 추가된 6개의 강력한 은하 '뼈' 후보군을 발굴해냈다.

은하 내부에 살면서 자신이 살고 있는 은하의 전체 모습을 알기는 어렵다. 그것은 집 건물 내부에서 집의 외형을 알기 힘든 것이나 마찬가지다. 이러한 점이 우리은하의 모습을 알고자 하는 천문학자들을 오랫동안 괴롭혀왔다.

지구가 구형이라는 것은 우주선을 타고 지구 밖으로 나가보면 바로 확인되는 사실이다. 하지만 우리은하는 지름이 10만 광년이나 되고, 태양계는 중심으로부터 3만 광년쯤 떨어진 변두리에 자리잡고 있다. 그러니 우리은하의 전체 모습을 보려면 우주선을 타고 바깥쪽으로 적어도 2만 광년 이상은 나가야 하는데, 지금 우주선 속도로는 몇억 년이 걸린다.

그래서 천문학자들은 우리은하 내부에서 그 외형을 알 수 있는 방법을 연구하고 있는 중이다. 우리은하는 나선은하로, 은하 중심에서 뻗어나와 주변부를 둘러싸고 있는 여러 개의 나선팔을 갖고 있다. 배수구로 물이 내려갈 때 소용돌이치는 모양과 비슷한 형상인데, 옆에서 보면 전체적으로 하나의 평면, 곧 은하 원반을 이루고 있다. 쉬운 비유를 들자면, 프라이팬 위에 놓인 계란 프라이 같은 모양이다.



태양과 지구는 은하 평면에서 약간 위쪽으로 올라간 위치에 자리잡고 있는데, 이것이 보다 넓은 은하 구조를 보려고 하는 과학자들에게 조그만 도움을 주고 있다. 말하자면, 어린이가 군중 속에서 좀더 잘 보기 위해 어른의 어깨 위에 무등을 타고 있는 거나 비슷하다.

천문학자들은 거대한 나선팔들이 전체적인 은하의 모습을 만들고 있다는 사실은 확인했지만, 그 나선팔들을 비롯해 거기서 갈라져나온 작은 나선팔들의 정확한 위치 등은 아직까지 결정짓지 못하고 있는 것이다. 그러나 현재 확인된 '뼈대'를 연구함으로써 과학자들은 우리은하의 외형을 더욱 자세히 알 수 있는 길을 찾은 셈이다.

"이것은 정말 새로운 연구분야" 라고 주커가 시에틀의 ASS 회의에서 스페이스닷컴에 말했다. 이 회의에서 주커는 은하 골격에 대한 자신의 연구를 발표했다. "내가 밝혀내고자 했던 것은 유일한 '뼈'로 알려졌던 네시가 사실은 유일한 필라멘트가 아니며, 네시와 비슷한 필라멘트들이 여러 개 있다는 것이다. 그것들을 종합적으로 연구하면 은하의 구조를 알아낼 수 있다"

주커가 스피처 우주망원경을 포함해 다양한 망원경으로 은하의 '뼈'를 찾아나선 결과, 15개의 긴 가스 구름 띠를 후보 목록에 올릴 수 있었다.

은하의 뼈가 되기 위해서는 6개의 조건을 충족시켜야 한다. 예컨대, 필라멘트가 은하 평면과 평행해야 하며, 나선팔과 연결되어 있어야 한다는 것과 같은 조건이다. 네시는 우리은하의 나선팔 중에서 가장 큰 방패-켄타우르스자리 팔의 중추에서 뻗어나온 것으로 보인다.

또 하나의 조건은 가스 구름 띠의 길이가 그 폭의 50배 이상은 되어야 한다는 것이다. 네시는 300배 이상이나 된다.

주커는 이러한 조건들을 충족시키는 10개의 후보군을 찾아냈으며, 그중 6개는 모든 조건들을 완벽하게 구비한 것들이었다. 주커는 발표문을 다음과 같은 문장으로 끝을 맺었다. "네시는 유일한 은하의 뼈가 아니다. 다른 뼈들도 존재한다"

결론적으로 은하의 뼈대를 찾는 주커의 연구가 마무리되면 우리은하의 기본적인 구조와 형태, 그리고 바깥에서 바라본 우리은하의 모습 등을 더욱 자세히 알 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이광식 통신원 joand999@naver.com