【정견뉴스】
캐나다의 천문학자들이 2017년 11월 태양의 공전 속도보다 더 빠른 속도로 우리 은하 내부를 운행하고 있는 한 무리의 항성들을 발견했다. 이 항성들은 은하수 중심에서 태양보다 더 멀리 떨어져 있으면서도, 바깥쪽 트랙에 있는 선수가 안쪽 트랙에 있는 태양을 ‘추월’하는 것처럼 빠르게 움직이고 있었다. 이번 발견은 천문학계의 은하수 나선팔 형성 원인에 관한 한 가지 이론에 강력한 증거를 제공했다. 해당 이론에 따르면, 우리 은하의 현재 나선팔은 미래에 소멸하고 새로운 나선팔이 형성될 것이라고 한다.
천문학자들은 약 100여 개에 달하는 일군의 항성들이 태양 및 그 주변 항성들보다 초속 20km 더 빠른 속도로 은하수를 공전하고 있음을 발견했다. 이 항성들은 페르세우스 나선팔(Perseus Arm)에 바짝 붙어 있으며, 천문학자들은 나선팔 내부에 모인 기체와 항성들의 인력 작용이 이 항성들에게 추가적인 속도를 부여한 원인이라고 보고 있다.
토론토 대학교 천문·천체물리학 던랩 연구소(Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics)의 연구원이자 해당 논문의 주저자인 제이슨 헌트(Jason Hunt)는 “이 항성들의 속도가 약간 더 빠른 현상은 나선팔 형성 원리에 관한 두 가지 이론 모두로 설명할 수 있지만, 그중 한쪽 이론을 훨씬 더 잘 지지한다”고 밝혔다.
나선팔을 설명하는 한 가지 모델 이론은 ‘밀도파(Density Wave)’ 이론으로, 이 이론은 나선팔이 마치 수면의 파문과 같은 형태의 패턴으로 은하계 내에 존재하며, 항성들은 이러한 파문을 따라 이동하지 않고 그저 파문 자체가 은하계를 이동하는 동안 형태를 유지한다고 주장한다.
또 다른 이론은 ‘공전 모델(Corotation Model)’이라고 불리며, 나선팔이 항성들로 구성되어 있고 모든 항성과 나선팔이 마치 피겨 스케이팅 선수가 회전할 때 양팔이 함께 회전하는 것처럼 은하와 함께 회전한다고 주장한다.
이번에 새롭게 발견된 항성들의 빠른 속도는 ‘공전 모델’이 맞을 가능성을 조금 더 높여주었다. 공전 모델 이론에 따르면, 나선팔의 모든 곳에서 이러한 항성들이 이끌려 나선팔에서 비교적 멀리 떨어진 주변 항성들보다 더 빠르게 회전하게 된다.
반면 밀도파 이론의 관점에서 보면, 나선팔 전체에서 오직 한 곳에서만 이렇게 은하 공전 속도가 빠른 한 무리의 항성이 나타나야 하므로, 과학자들이 우연히 이를 포착했을 확률은 비교적 낮다.
공전 모델 이론에 따르면, 나선팔에서 은하 중심으로부터 멀어질수록 항성들이 은하를 공전하는 속도는 더 느려져야 한다. 이는 행성이 항성을 공전할 때 항성에서 멀리 떨어진 행성일수록 공전 속도가 느려지는 이치와 같다. 회전을 거듭할수록 각 나선팔의 말단이자 은하계 가장자리에 가까운, 회전 속도가 느린 항성들은 점점 더 멀리 내팽개쳐지며, 결국 나선팔은 소멸하게 된다.
헌트와 동료들의 이번 발견은 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 탐사선이 보내온 데이터에서 얻어진 것이다. 가이아 탐사선의 임무는 데이터를 수집하여 우리 은하의 3차원 지도를 그려내는 것이다. 현재 이미 200만 개가 넘는 항성들의 상호 거리, 위치, 운동 궤적 등의 정보가 수집되었다.
비록 현재의 이 발견이 매우 흥미롭기는 하지만, 헌트 연구팀은 가이아가 보내올 다음 차원의 데이터를 기다려 더욱 심층적인 분석을 진행해야 한다고 밝혔다. 다음 데이터에는 10억 개가 넘는 항성의 정보가 포함될 예정이다.
헌트는 “현재 확보한 데이터로는 나선팔의 아주 일부분만 분석할 수 있을 뿐”이라며, “아직 결론을 내릴 수는 없다”고 말했다.
“다음 차원에 전송될 데이터를 통해 나선팔의 더 긴 범위에 걸친 상황을 분석할 수 있게 되면, 이 현상(특정 무리의 항성 속도가 빠른 것)이 나선팔의 여러 곳에서 공통으로 나타나는지 확인할 수 있을 것이며, 그렇게 되면 학계의 두 이론 간 논쟁도 해결될 것입니다.”
(에포크타임스)