[아하! 우주] 은하 감싸는 헤일로가 은하를 성장시키는 방법

우리은하 같은 나선 은하는 중심의 벌지(bulge)라고 부르는 팽대부와 그 주변에 나선 형태로 감긴 평평한 디스크로 구성되어 있다. 하지만 별이 밀집된 벌지와 디스크 주변을 둘러싼 가스인 은하 헤일로(halo) 역시 은하의 은하계의 일부다. 은하 헤일로의 대부분은 밀도가 낮은 성간 가스이며 여기에 빵 속에 박힌 건포도처럼 구상 성단이나 은하에서 빠져나온 별 등이 존재한다. 일반적으로 은하 헤일로는 은하를 둘러싼 가스 정도로 생각되지만, 최근에는 은하 진화에 큰 영향을 미친다는 연구 결과들이 나오고 있다.

미국 캘리포니아 대학의 과학자들은 하와이에 설치된 10m 구경의 켁(Keck) 망원경을 이용해서 은하 헤일로가 은하 디스크 성장에 연료 역할을 한다는 증거를 발견했다. 연구팀은 별이 활발하게 생성되는 은하 50개를 관측해 은하 헤일로의 역할을 규명했다. 하지만 희미한 가스인 은하 헤일로를 직접 관측하기는 어렵다. 연구팀은 우선 은하계 뒤에 있는 밝은 퀘이사에서 나오는 빛을 이용해 흡수 스펙트럼을 확보했다. 이후 켁 망원경 및 허블 우주 망원경 관측 결과를 비교해 헤일로 가스의 이동 속도와 방향을 계산했다.

연구를 이끈 캘리포니아 대학의 크리스탈 마틴 교수는 헤일로가 은하와 같은 방향으로 회전하고 있으며 이런 일이 매우 흔하게 발생한다고 설명했다. 하지만 일부 헤일로 가스는 속도를 잃고 중력에 의해 디스크 방향으로 흡수된다. 이는 지구 주변을 공전하는 인공 위성이 미세한 마찰로 점차 속도를 잃고 궤도가 낮아져 지구 대기권으로 진입하게 되는 것과 비슷하다.

헤일로 가스의 밀도는 매우 낮지만, 부피는 디스크나 벌지보다 훨씬 크기 때문에 여기서 유입되는 가스는 은하 디스크의 질량을 늘리고 새로운 별을 만들 수 있다. 다시 말해 은하 헤일로가 단순히 은하 주변의 희박한 가스가 아니라 은하를 성장시키는 연료인 셈이다. 연구팀은 앞으로 후속 연구를 통해서 유입되는 가스의 양을 정확하게 측정해 얼마나 빠른 속도로 은하를 성장시키는지 밝혀낼 계획이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com