막심해
【정견망】
스페이스닷컴 2009년 8월 5일 보도에 따르면, 천문학자들은 칠레에 위치한 제미니 남방 망원경과 허블 망원경을 응용하여 처음으로 110억 광년 밖에 있는 1255-0 은하 내 항성들의 속도를 측정했다. 그 결과 이 항성들이 불가사의할 정도로 고속 운동을 하고 있으며, 그 속도는 태양이 은하계를 공전하는 속도의 약 2배에 달한다는 사실을 발견했다.
은하계와 1255-0 은하 크기의 비교. 그림 왼쪽은 은하계, 오른쪽은 1255-0 은하. 사진 출처: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)
지구가 태양 주위를 공전하는 것에 비유하면, 태양의 질량이 클수록, 지구가 태양에 가까울수록 지구의 운행 속도는 빨라진다. 천문학자들은 은하의 질량이 클수록, 항성이 은하 중심에 가까울수록 항성이 은하를 공전하는 속도도 빨라진다고 본다. 따라서 이 은하 속의 항성들이 고속으로 운행하는 이유는 은하의 크기는 작지만 질량이 매우 크기 때문이라고 여겨진다.
이 은하는 지구에서 110억 광년 떨어져 있으며, 현대 천문학의 인식에 따르면 생성된 지 30억 년이 채 되지 않았다. 천문학자들은 또한 우리로부터 110억 광년 근처에서 약 30~40%의 은하가 1255-0 은하와 유사하다는 것을 발견했다. 그러나 거리가 비교적 가까운 우주 범위에서는 이와 유사한 은하를 전혀 발견하지 못했다. 왜 이 젊고 거대한 질량의 은하들은 크기가 현재 비슷한 질량의 은하들과 비교해 5분의 1밖에 안 되는가 하는 점은 천문학자들을 곤혹스럽게 하는 커다란 문제다.
“과거에 많은 사람이 우리가 이 은하들의 질량을 과대평가했다고 생각했다.”라고 예일 대학교 천문학자 과제 책임자인 피터 반 도쿰(Pieter van Dokkum)은 말했다. 그는 “하지만 이번 발견은 이 은하가 크기에 비해 질량이 확실히 매우 크다는 것을 증명했다. 이 은하는 정말로 우리가 원래 생각했던 것처럼 기이하다.”라고 덧붙였다.
현재 천문학자들은 그러한 은하들이 우리 근처에 있는 것과 같은 큰 크기의 은하로 성장할 것이라고 본다. 하지만 이렇게 되면 은하의 크기가 어떻게 증가하는지가 풀기 어려운 수수께끼가 된다. 현재 천문학자들은 은하가 작은 은하들의 끊임없는 충돌과 결합을 통해 형성된다고 보는데, 이는 필연적으로 크기뿐만 아니라 질량도 함께 증가하는 결과를 초래하기 때문이다.
“어쩌면 우리가 무언가 잘못 생각하고 있는지도 모른다.”라고 반 도쿰은 말했다.
이러한 혼란은 두 가지 가정에서 기인했을 가능성이 있다. 첫째는 머나먼 은하들이 태양계와 유사한 운동 법칙을 따른다는 것이고, 둘째는 우리 근처의 은하들이 저 머나먼(즉 현재 천문학자들이 더 젊다고 여기는) 은하들로부터 진화해 왔다는 것이다. 만약 서로 다른 우주 범위에 서로 다른 물질 운동 법칙이 존재한다면, 이 은하들의 질량은 매우 작을 수도 있다. 또한 우리 근처 천구의 은하와 저 머나먼 은하들은 단지 우주의 서로 다른 범위 내에 동시에 존재하는 은하들일 뿐, 연령상으로 현재 천문학자들이 생각하는 것만큼 큰 차이가 없을 수도 있으며 서로 필연적인 연락 관계가 없을지도 모른다. 과거에 천문학자들은 실제로 태양계 밖의 항성들이 우리 태양계의 운동 법칙과 다를 수 있다는 점을 발견하고 암흑 물질이라는 개념을 인위적으로 도입해야만 했던 적이 있다.
참고자료
1.http://www.space.com/scienceastronomy/090805-hyperactive-galaxies.html
2.http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2009/24/
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/61007