[아하! 우주] 타원보다는 담배 모양? 방추형 은하 발견

우주에는 수많은 은하가 있고 은하의 모양이나 구조도 은하의 매우 다양하다. 하지만 지구에서 봤을 때 은하는 나선 은하, 타원 은하, 불규칙 은하 등 몇 개의 범주에 따라 모양을 구분할 수 있다. 문제는 본래는 3차원적인 구조물이지만, 지구에서 망원경으로 볼 때는 2차원 물체로 보인다는 점이다. 따라서 실제로는 서로 다른 모습을 지닌 은하라도 지구에서 봤을 때는 비슷하게 보일 수 있다.

예를 들어 지구에서 관측했을 때는 타원 은하지만, 실제로는 호빵 같은 모양이 아니라 시가 담배 모양으로 생긴 은하(Cigar shaped galaxy)가 존재한다. 이런 방추형(spindle) 은하는 공을 납작하게 만든 타원 은하보다 드물지만, 사실 이 둘을 구분하기가 쉽지 않다. 하지만 한 가지 가능한 방법이 있다. 은하의 자전 방향을 조사하는 것이다.

막스 플랑크 연구소의 과학자들은 600개 은하의 자전 방향을 조사해 이들 가운데 방추형 은하가 얼마나 많은지 검증했다. 겉보기에는 타원 은하처럼 보여도 위의 모식도처럼 사실은 긴 지름을 축으로 자전하고 있다면 방추형 은하라고 볼 수 있다. 반면 일반적인 타원 은하는 짧은 지름을 중심축으로 회전한다.

이 조사에서 연구팀은 8개의 새로운 방추형 은하를 발견했다. 물론 여전히 일반적인 타원 은하가 더 흔하지만, 방추형 은하도 희귀한 건 아닌 셈이다. 이를 근거로 연구팀은 방추형 은하가 생각보다 훨씬 흔하다고 주장했다. 그런데 방추형 은하가 어떻게 생성될 수 있을까?

연구팀의 모델에 따르면 방추형 은하는 은하의 충돌 과정을 통해서 생성된다. 은하는 충돌과 합체를 통해 커지는 데 대부분은 큰 은하가 작은 은하를 흡수하면서 더 커지게 된다. 이 경우 큰 은하의 구조도 변할 수 있지만, 대개는 나선 은하나 타원 은하의 형태를 유지할 수 있다. 하지만 두 개의 나선 은하가 적당한 각도로 충돌하는 경우 디스크 부분에 있던 별이 중심으로 이동하면서 독특하게 긴 축을 중심을 자전하는 은하가 탄생한다.

컴퓨터 시뮬레이션 결과는 방추형 생각보다 쉽게 생성될 수 있음을 보여줬다. 은하의 구조와 형태는 우리의 보는 것보다 훨씬 다양한 셈이다. 우리 우주에 수천억 개의 은하가 존재한다는 사실을 생각하면 아직도 우리가 생각하지 못했던 매우 독특한 형태의 은하가 존재할 가능성은 충분하다. 과학자들은 앞으로 계속해서 연구를 통해 이 비밀을 하나씩 풀어나갈 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com