글/ 소로
【정견뉴스】
천문학자들에게 있어 우리 은하는 가장 익숙하면서도 가장 낯선 은하다. 우리 태양과 지구는 은하계의 한 나선팔(오리온자리 팔)의 내측 가장자리 부근에 위치하기 때문에 우리가 볼 수 있는 것은 주로 우리 부근의 수많은 항성과 행성들이다. 하지만 “여산 진면목을 볼 수 없는 이유는 우리 몸이 이 산속에 있기 때문”이라는 소동파의 시 구절처럼 은하 내부에서 우리 은하의 전체적인 모습을 관찰하기란 또 아주 어렵다.
최근 이 분야에서 아주 중요한 돌파가 있었다. 지난 8월 17일 미국 우주항공국(NASA)에서 발표한 내용에 따르면 스피처 우주망원경(Spitzer Space Telescope)과 유럽 우주국의 가이아 망원경을 사용해 궁수자리 팔에 위치한 일부 항성형성구역에 대한 3차원 천문도 및 그 속도를 지도로 그려내는데 성공했다.
특히 놀라운 것은 이 나선팔 위에 하나의 ‘단층’이 존재한다는 점이다.
캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology) 천문학자이자 이번 논문의 주요 저자인 마이클 쿤(Michael Kuhn)은 “나선팔에서 가장 중요한 특징은 그것이 은하를 감싸는 정도입니다.” 이것은 팔이 굽은 각도로 측정할 수 있다.
“대부분의 은하계 모형에 따르면 궁수자리 팔의 나선 각도는 약 12도입니다. 하지만 우리가 관측한 일부 구조는 약 60도 각도로 돌출되어 있습니다.” 쿤의 말이다.
궁수자리 팔은 우리 은하에서 관찰하기에 아주 좋은 팔이다. 여기에는 몇 개의 항성 형성구역이 포함되어 있는데 그중 가장 유명한 것이 ‘창조의 기둥(PillarsofCreation)’이다.
이 나선팔을 잘 이해하기 위해 연구팀은 가이아와 스피처 망원경의 자료를 결합해 궁수자리팔의 일부 항성형성구역에 대한 3차원 지도를 작성했다.
“우리는 가이아와 스피처 자료를 결합해 최종적으로 이렇게 상세한 3차원 지도를 만들었는데 지도를 보고 이 구역이 상당히 복잡한 것을 발견했습니다. 전에는 명확하지 않았던 것들입니다.” 쿤의 설명이다.
이 구역은 각도가 상당히 커서 전체 나선팔과의 사이에 하나의 단층을 이룬다. 흥미로운 것은 이 구역이 항성(恒星)형성구역으로 대량의 새로운 항성이 탄생하는 곳이란 점이다.
연구팀은 또 우리 은하를 적외선으로 포착한 파노라마 자료(GLIMPSE Survey)를 통해 10만개 이상의 새로 탄생한 항성의 목록을 발견했다.
“천문학에서 가장 관측이 어려운 게 거리입니다.” 이번 연구의 공동 저자인 알베르토 크론 마르틴스(Alberto Krone-Martins)의 말이다. 그는 캘리포니아 대학 어바인 분교 천체물리학자이자 가이아 우주망원경 데이터 처리 및 분석 연합(DPAC)의 멤버다. “최근에 와서야 가이아를 통해 직접 거리를 측정할 수 있게 되어 이런 새로운 구조의 형상에 대해 분명히 알 수 있게 되었죠.”
연구팀은 분석 결과 이런 단층구조 속에서 항성은 대체로 같은 시간 같은 구역에서 형성될 수 있고 또 은하 내부에서 작용하는 힘의 독특한 영향을 받을 수 있다고 보았다.
이번에 새로 발견된 단층구조는 천문학자들을 깜짝 놀라게 했지만 아직까지 그 기원에 대해서는 잘 모른다. 논문 공동 저자인 위스콘신-화이트워터 대학의 로버트 벤자민(Robert Benjamin)은 “어쨌든 이것은 우리 은하의 대규모 구조에 대해 여전히 얼마나 많은 불확실성이 존재하는지 상기 시켜줍니다. 큰 그림을 이해하려면 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다”라고 했다.
“이 구조는 우리 은하의 작은 부분에 불과하지만 우리 은하 전체에 관한 일부 중요한 정보를 알려줄 수 있습니다.”
이번 연구는 천문학 및 천체물리학 잡지(Astronomy & Astrophysics)에 발표되었다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/269846