[아하! 우주] 은하계 곁을 고속으로 질주하는 별 발견

우주에 있는 무수한 별들은 각기 제 각자의 속도로 움직이고 있다. 천문학자들은 수백 년 전부터 이 사실을 알고 있었다. 그런데 비교적 최근에 다른 별보다 특별히 더 빠른 속도로 움직이는 별이 있다는 사실이 밝혀졌다. HVS(HyperVelocity Star)라고 알려진 이 고속 별은 보통의 별이 은하계 중심을 기준으로 초속 100km 정도로 움직인다면, 10배나 빠른 속도인 초속 1000km로 이동한다. 심지어 일부는 너무 빨라서 은하계를 탈출하는 데 필요한 충분한 속도를 가진 것들도 있다.

천문학자들은 이런 고속별이 탄생한 이유가 별이 은하 중심 블랙홀에 중력에 의해 빨려 들어갔다가 구사일생으로 탈출하면서 중력 도움을 얻거나 혹은 초신성 폭발 같은 극적인 사건에 의한다고 보고 있다.

최근 독일 프리히드리 알렉산더 대학과 미국 캘리포니아 대학의 천문학자들은 우리 은하계 가장자리에서 PB3877이라고 명명된 HVS를 관측했다. 이 별은 2011년 SDSS 데이터를 통해서 처음 그 존재가 증명된 고속별로 10m 구경 켁 망원경 및 8.2m 구경의 VLT를 통해 정밀한 관측이 이뤄졌다.

그 결과 이 별은 각각 태양질량의 70%와 50% 정도 되는 질량을 가진 두 개의 별이 이룬 쌍성계로 지구에서 대략 1만8000광년 정도 떨어진 위치에서 은하계 가장자리를 질주하고 있었다. 과학자들은 이 별의 이동 방향, 위치 및 속도를 생각할 때 아마도 우리 은하계가 아닌 다른 은하계에서 기원한 별일 가능성이 큰 것으로 보고 있다.

앞서 이야기했듯이 일부 고속별은 너무 빨라 은하계의 중력을 이기고 탈출해 은하 사이 공간으로 뛰쳐나갈 수 있다. 이렇게 은하계 사이 공간을 방랑하는 별 가운데는 다시 다른 은하의 중력에 포획되어 새로운 보금자리를 찾기도 한다. 이와 같은 일은 이론적으로는 예측되었으나 실제로 관측이 된 경우는 지금까지 매우 드물었다.

PB3877은 은하계의 별 사이에도 이민자가 있을 수 있다는 사실을 시사하고 있다. 동시에 이 별의 이동 경로는 망원경으로는 존재를 발견할 수 없으나 중력을 행사하는 물질인 암흑 물질의 분포를 아는 데 도움을 줄 수 있다. 사실 은하계 중력의 대부분은 우리가 아직 그 정체를 알지 못하는 암흑 물질에 의한 것이다.

과학자들은 이 고속별이 은하계의 물질 분포 및 암흑 물질 이론에 대한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 연구를 계속하고 있다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com