셰청(謝誠)
【정견망】
사이언스 데일리(Science Daily) 2011년 7월 19일 자 보도에 따르면, 허셜 우주 망원경(Herschel Space Observatory)의 새로운 관측에서 우리 은하계 중심에 기이하게 비틀린 밀집 가스 고리가 있음이 표시되었다. 이 고리는 600광년 이상 뻗어 있으며, 이전에는 그것의 일부만 관측되었을 뿐이다. 허셜 우주 망원경의 관측은 최초로 이 완전한 고리를 드러냈으며, 이 고리의 기이한 비틀림은 천문학자들의 머리를 싸매게 만들고 있다.
“이전에 우리는 적외선 범위에서 은하계 중심 구역을 여러 차례 관측한 바 있습니다.” 미국 항공우주국(NASA) 산하 파사디나시 캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology) 적외선 처리 및 분석 센터(IPAC)의 알베르토 노리에가-크레스포(Alberto Noriega-Crespo)는 “그러나 우리가 허셜 우주 망원경의 서브밀리미터 광파로 본 고해상도 사진을 사용했을 때, 하나의 고리 형상이 매우 선명하게 출현했습니다.”라 했다. 노리에가-크레스포는 최근 《천체물리학 저널 레터(The Astrophysical Journal Letters)》에 발표된 이 고리에 관한 새로운 논문의 공동 저자이다.
허셜 우주 망원경은 유럽우주국(ESA)이 주도적인 임무를 담당하고 미국 항공우주국이 중요한 공헌을 기여한 천문대이다. 이는 적외선과 서브밀리미터 광파를 관측할 수 있어, 우리 은하계의 활발한 중심과 지구 사이에 떠 있는 먼지를 관통할 수 있다. 허셜 우주 망원경의 탐지기는 또한 우리 은하계 속에서 가장 차가운 물체를 관측하는 데 적합하다.
천문학자들이 이 거대 망원경을 돌려 우리 은하계를 관측했을 때, 그것은 은하계 안쪽 고리의 전례 없는 광경을 포착했으니, 바로 새로운 항성(恒星)의 탄생지이자 먼지와 뒤섞여 있는 밀집된 차가운 가스구름이다.
천문학자들은 그들이 본 것에 충격을 받았는데, 우리 은하계 원반(盤) 위에 있는 고리는 외관상 마치 수학상의 무한대 기호(∞)가 양편으로 두 개의 꽃잎을 가리키고 있는 형상에 더 가까웠다. 사실상 그들은 나중에 고리가 중간에서 비틀려 있기 때문에 두 개의 꽃잎 모양으로 나타난다는 것을 확정했다. 구조를 묘사하기 위해, 단단한 타원형 띠를 쥐고 상대적인 방향으로 양 끝을 비틀어 한쪽이 약간 위로 뒤틀려 올라간 장면을 상상하면 된다.
“이것이 바로 왜 허셜 우주 망원경과 같은 새로운 우주 망원경을 발사하는 것이 이토록 사람을 흥분시키는지에 대한 이유입니다.” 이 논문의 주저자이자 이탈리아 로마 우주물리학 연구소(IFSI)의 세르조 몰리나리(Sergio Molinari)는 가로되, “우리는 하나의 새롭고 흥미진진한 수수께끼를 손에 쥐게 되었으며, 그것은 바로 우리 은하계 중심에 위치하고 있습니다.”라 했다.
일본 지상의 노베야마 우주 전파 천문대(Nobeyama Radio Observatory)의 관측은 허셜 우주 망원경의 결과를 보충해 주었으며, 고리 위에 있는 밀집 가스의 속도를 확정했다. 무선 전파의 결과는 고리가 전체적으로 운동하고 있으며, 은하계의 나머지 부분에 대해 동일한 상대 운동 속도를 가지고 있음을 표시했다. 이 고리는 우리 은하계 중심의 막대 구조—거미줄 모양의 나선팔 중심에 있는 막대 형상의 항성 구역—에 위치하고 있다. 이러한 막대는 실제 더 거대한 고리의 내부에 위치한다. 다른 은하들도 유사한 막대와 고리를 가지고 있다. 하나의 고리가 막대 내부에 있는 전형적인 예시는 은하 NGC 1097이며, 미국 항공우주국의 스피처 우주 망원경이 일찍이 사진을 촬영한 바 있다. 고리는 해당 은하계 중심의 거대한 막대 구조 내부에서 밝은 빛을 발산한다. 다만 그 고리 역시 비틀려 있는지 여부는 알 수 없다.
나선은하 속에서 막대와 고리가 어떻게 형성되는지의 세부 사항은 아직 잘 이해되지 않고 있으나, 컴퓨터 시뮬레이션은 중력의 상호 작용이 이러한 구조를 만들 수 있음을 표시한다. 예를 들어, 우리 은하계 중심의 막대는 우리의 가장 거대한 이웃 은하계인 안드로메다의 영향을 받았을 가능성이 있다.
고리의 비틀림은 허셜 우주 망원경의 새로운 관측에서 발견된 유일한 수수께끼가 아니다. 천문학자들은 고리의 비틀림 중심이 은하계의 중심이 아니라 미미(微微)하게 벗어나 있다고 말한다. 우리 은하계의 중심은 ‘궁수자리 A*’에 위치한다고 여겨지며, 그곳에는 거대한 블랙홀이 존재한다. 노리에가-크레스포의 설명에 따르면, 왜 고리의 중심이 우리 은하계의 중심과 일치하는지 여부는 아직 불명확하다. 그는 “우리 은하계에는 아직 발견하지 못한 많은 것들이 남아 있습니다.”라고 했다.
참고자료: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110721102135.htm
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/76499