우주의 신비

[아하! 우주] 우리 은하 주변의 별 알고보니 추방당한 우리 식구

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▲ 우리 은하 주변에 있는 트라이-안드(Triangulum-Andromeda (Tri-And))와 A-13의 개념도.



우주에는 수많은 별이 존재하지만, 대부분은 은하에 몰려 있다. 은하 사이의 공간에는 별은 물론 가스도 거의 없다. 하지만 그렇다고 해서 별이 아예 없는 건 아니다. 마치 대륙 주변의 작은 섬처럼 우리 은하 주변에도 별이 점점이 흩어져 존재한다. 과학자들은 이 별이 어디에서 기원했는지 연구해왔다.

이론적으로 별은 수소가 주성분인 우주 공간의 가스가 뭉쳐서 생성된다. 은하 밖의 가스 밀도가 낮다는 점을 생각하면 이곳에서 가스가 뭉쳐 생성되었을 가능성은 희박하다. 따라서 은하 외부의 별은 은하에서 추방된 별이거나 혹은 외부 은하에서 추방되어 우리 은하로 다가오는 방문자로 생각된다.

어느 쪽이 가능성이 큰지 검증하기 위해 독일 막스플랑크연구소의 천문학자들은 은하계 밖에 존재하는 두 개의 집단에서 14개의 별을 관측했다. 트라이-안드(Triangulum-Andromeda·Tri-And)와 A-13이라고 불리는 이 집단은 은하 디스크(Galactic disc) 평면에서 각각 1만4천 광년 떨어져 있으며 모노세로스 고리(Monoceros Ring)라는 은하 주변 구조물과 연관되어 있다. (개념도 참조)

연구팀은 Keck과 VLT 망원경을 이용해서 이 별들의 스펙트럼을 분석해 화학 구성을 살펴봤다. 별의 화학 성분은 별에 따른 차이도 있지만, 은하에 따른 차이도 존재하기 때문이다. 그 결과 이들은 사실 우리 은하의 별이라는 사실이 밝혀졌다. 본래는 우리 은하의 일부였는데, 어떤 이유로 우리 은하에서 추방당한 것이다.

가장 가능성 높은 설명은 인접한 다른 은하의 중력에 의해 물질이 은하 밖으로 끌려 나오면서 같이 빠져나왔다는 것이다. 아마도 큰 질량을 지닌 위성 은하가 은하 주변 헤일로를 통과하면서 일부 별을 중력으로 끌어당긴 것으로 생각된다.



연구팀은 우리 은하가 일반적인 개념도에서 그려지는 것과 같이 단순한 2차원 평면 구조가 아니라 매우 복잡한 3차원 구조를 지니고 있다고 설명했다. 우리 은하 자체도 단순한 원반 모양 구조가 아니라 나선 팔을 지닌 복잡한 3차원 구조물이다. 여기에 주변 위성 은하 역시 우리 은하의 중력에 의해 주변을 공전하지만, 반대로 우리 은하의 별과 가스를 중력으로 잡아당긴다. 그 결과 상당히 복잡한 구조가 형성되는 것이다. 비록 한 번에 이해하기는 쉽지 않지만, 이렇게 하나씩 연구를 통해 과학자들은 그 구조를 이해하고 있다.

사실 지구에서 일어나는 일도 해결 못 하는 인류에게 우주는 너무 멀고 추상적인 존재일지도 모른다. 하지만 우주를 향한 인간의 호기심은 문명의 초기부터 지금까지 한 번도 멈춘 적이 없다. 은하를 이해하기 위한 우리의 호기심 역시 멈추지 않고 계속될 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com  

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