[아하! 우주] ‘밀코메다’를 아시나요?

50억 년 뒤 우리은하의 이름

만약 40억 년 후에도 지구에 인류가 생존해 있다면 우리 은하 이름도 바뀌어 있을 것이다. 밀키웨이(Milky Way)가 아니라 '밀코메다(Milkomeda)'라 불리게 된다. 밀키웨이와 안드로메다의 합성어다. 약 40억 년 뒤 우리 은하가 이웃의 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 게 천문학계의 공통된 예측이기 때문이다.

이 같은 결과는 미국의 한 연구진에 의해 발표되었는데, 그 속에 반갑게도 한국 출신의 천문학자인 손상모 박사가 참여한 사실이 뒤늦게 알려졌다.

지난 2014년 미국 워싱턴에서 열린 미항공우주국(NASA)의 기자회견에서 우주망원경 과학연구소(STScI) 연구진은 허블 우주망원경을 통해 관측한 결과, 약 37억5000만 년 뒤 우리 은하와 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 예측을 하였고, 이 같은 성과는 두 은하의 충돌 시기가 처음으로 정확하게 예측된 것으로 학계는 물론 해외 주요언론으로부터 조명을 받았다.

100년 만에 천문학계의 최대 관심사를 해결한 연구에 한국 출신의 과학자가 참여했다는 사실만으로도 놀라울 따름이다. 손박사는 당시 해외 언론과의 인터뷰에서 “(학자들은) 거의 한 세기 동안 우리은하와 안드로메다에 대한 미래의 운명을 예측해왔고, 마침내 향후 수십억 년간에 걸쳐 발생할 사건(은하 충돌)이 어떻게 전개될지를 나타낸 명확한 그림(시뮬레이션)을 얻게 됐다”고 설명했다.

인류가 생존할지조차 알 수 없는 먼 미래에 발생할 사건이지만, 연구진은 허블 망원경의 놀라운 성능 덕분에 안드로메다의 고유운동까지 관찰한 결과, 밀코메다가 출현하더라도 우리가 살고 있을 지구와 태양은 파괴되지 않고 무사할 것이라고 전했다.

두 은하의 충돌을 보여주는 새로운 시뮬레이션은 두 초질량 블랙홀이 합쳐지는 것을 포함해 충돌 후 나타날 복잡한 과정을 잘 보여주고 있다.

이 시뮬레이션은 서부 호주에 있는 국제 라디오파 천문연구 센터(Icrar)가 제작한 것이다. 시뮬레이션을 보면, 두 은하가 서로 접근할 때 어떤 상호작용을 하는지 잘 보여주고 있다.

첫째, 최초의 만남에서 두 은하는 빠르게 서로를 덮칠 것이다. 그리고 각자의 소용돌이 팔에 있는 일부 별들의 궤도는 어지럽혀질 것이다. 그런 다음 두 은하는 분리되었다가 다시 서로를 향해 맹렬히 돌진할 것이다.

안드로메다은하는 우리 은하보다 크다. 우리 은하가 3000억 개의 별을 가진 데 비해 안드로메다는 무려 1조 개의 별을 갖고 있다. 따라서 엄밀히 말하면 안드로메다가 우리 은하를 잡아먹는 셈이다. 우리 은하 역시 언젠가 가까운 왜소은하 두 개를 잡아먹을 것으로 보이는데, 그 두 은하는 바로 대-소 마젤란은하다.

연구는 우리 국부 은하단에서 세 번째로 큰 은하, 곧 삼각형자리 은하 M33이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌에 가담할 것으로 예측한다. 비디오를 보면 가스는 푸른색으로 새로 생성된 별은 붉은색으로 보이는데, 이는 시뮬레이션이 진행되는 동안 만들어졌음을 뜻한다.

두 은하가 최초로 충돌할 때 받는 충격은 그다지 크지 않지만, 상호 작용하는 중력이 소용돌이 팔 안에서 가스와 별들을 바깥으로 날려버린다. 강력한 충격은 두 번째 충돌과 그 후 이어지는 일련의 충돌 때문에 발생한다. 거대한 가스 구름이 충격을 받아 폭발적인 별들의 생성을 촉발하고, 이것이 초신성 폭풍을 일으킬 것으로 예측된다.

마지막으로는 은하에서 퇴출당한 가스는 회전하는 원반으로 급속히 흡입된다. 우리는 새로 태어난 별들을 볼 뿐이지만, 우리 은하와 안드로메다은하의 팽대부와 별들의 원반은 합체되어 럭비공처럼 생긴 거대한 타원은하를 만듦으로써 두 은하의 충돌 시나리오는 막을 내린다.

안드로메다은하(아래)는 우리 은하(위)보다 크다. 우리 은하가 3천억 개의 별을 가진 데 비해 안드로메다는 무려 1조 개의 별을 갖고 있다. 따라서 엄밀히 말하면 안드로메다가 우리 은하를 잡아먹는 셈이다.



두 은하가 충돌하더라도 별들끼리 서로 부딪치는 일은 거의 발생하지 않는다. 별들 사이의 간격이 워낙 넓기 때문이다. 그럼에도, 두 은하의 중심에 있는 초질량 블랙홀들은 하나로 합쳐질 것이다. 밀코메다의 중심 부근에서 두 블랙홀이 합쳐지면서 수백만 년에 걸쳐 별들에 궤도 에너지를 전달해줄 것이다.

시뮬레이션은 이런 충돌 과정에서 지구가 거대 은하 바깥으로 튕겨 나가기 전에 밀코메다의 중심부로 끌려들어 간다고 예측한다. 궁극적으로는 우주의 모든 은하가 중력으로 뭉쳐져 이 같은 몇 개의 초질량 거대 은하들을 만들 것으로 보인다. 비록 수십억, 수백억 년 이후의 일이기는 하지만. 인류가 그때까지 살아남았다면 지구 밤하늘에서 두 은하가 충돌하는 장관을 감상할지도 모른다.



사진=스페이스립

이광식 통신원 joand999@naver.com