[아하! 우주] 은하계를 흐르는 4000개 별…길이 1300광년 ‘별의 강’ 발견

천문학자들이 태양계 근처를 흐르는 별의 강(river of stars)을 발견했다. 마치 흐르는 강물처럼 수백 광년에 걸쳐 적어도 4000개 이상의 별이 은하계를 이동하는 모습을 포착한 것이다. 오스트리아 빈 대학의 스테판 메인가스트와 동료들은 유럽우주국(ESA)의 가이아 관측 위성 데이터를 이용해서 태양계에서 비교적 가까운 거리에 있는 별의 3차원적 이동 방향을 조사했다.

가이아 관측 위성은 작년에 우리 은하계 별 17억 개의 위치, 거리, 속도에 대한 데이터인 가이아 DR2를 공개했는데, 연구팀은 이를 분석해 지구에서 300광년 거리에서 수천 개의 별이 한쪽 방향으로 이동하고 있다는 사실을 발견했다.(사진에서 붉은 점)

은하계의 별은 대부분 가스 성운에서 여러 개가 한꺼번에 태어난다. 따라서 초기에는 젊은 별로 이뤄진 집단을 이루지만, 시간이 지나면서 은하계의 중력장에 의해 뿔뿔이 흩어져 각자의 길을 간다. 별이 모여 만든 공 같은 별의 집단인 '구상성단'(globular cluster)은 사실 예외적인 경우다. 과학자들은 처음에는 같이 모여 있던 젊은 별이 어떤 과정을 거쳐 뿔뿔이 흩어져 은하계를 이루는 평범한 별이 되는지 궁금해 왔다. 연구팀은 이번 발견을 통해 이 궁금증에 대한 해답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

새로 발견된 별의 강은 1300광년 정도 길이에 폭은 160광년 정도로 질량은 최소 태양의 2000배 정도로 추정된다. 본래는 원형에 가까운 집단이었으나 은하계의 중력장에 의해 늘어나 흐르는 강물처럼 보이는 것으로 추정된다. 생성 시기는 10억 년 정도로 별의 일생을 생각하면 비교적 젊은 편이다. 물론 계속해서 형태를 유지하기에는 질량과 중력이 약하기 때문에 결국에는 흩어져 사라지겠지만, 이 과정도 수억 년의 시간이 필요하기 때문에 그 중간 단계를 연구하는 과학자들이 관측하고 연구할 시간은 충분하다.

오래 전 태양 역시 같이 태어난 형제별과 헤어져 지금처럼 홀로 은하계를 이동하는 별이 되었을 것이다. 그 옛날 헤어진 형제를 찾기는 어렵겠지만, 과학자들은 비교적 가까운 거리에서 발견된 별의 강을 관측해서 과거에 어떤 과정을 거쳐 태양과 형제 별이 각자의 길을 걷게 되었는지 알아낼 수 있을 것이다. 이 연구는 저널 '천문학 및 천체물리학' (Astronomy & Astrophysics) 최신호에 발표됐다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com