샤오루(蕭路)
【정견뉴스】
(사진: 센타우루스자리 A 은하. Credit: ESO/NASA)
우리는 많은 행성에 위성이 있다는 것을 알고 있다. 예를 들어 지구에는 달이라는 위성이 존재한다. 이와 마찬가지로 많은 은하 역시 위성은하를 거느리고 있다. 우리가 속한 우리 은하에는 14개의 위성은하가 있으며, 그중 가장 유명한 것이 바로 대·소마젤란은하이다. 수많은 위성은하는 불과 수십억 개의 항성만을 가지고 있어, 일반 은하가 지닌 수천억 개의 항성에 비해서는 턱없이 작다. 이 때문에 이러한 위성은하는 ‘왜소은하(Dwarf galaxy)’라고 불린다.
표준우주모델의 예측에 따르면, 차가운 암흑물질의 중력 작용으로 인해 위성은하들은 주(主)은하 주변에 무작위로 분포해야 하며, 규칙적인 분포를 보이는 위성은하는 극히 드문 경우에만 존재할 수 있어야 한다. 표준우주모델의 중요한 예측 중 하나인 만큼, 과학자들은 무작위로 분포하는 위성은하를 찾기 위해 부단히 노력해 왔다. 그러나 현재의 관측 결과에 따르면, 우리가 속한 우리 은하와 인근의 안드로메다은하에 있는 위성은하들은 모두 주은하를 중심으로 한 하나의 원반 위에 균일하게 분포하고 있으며, 각자의 주은하를 중심으로 규칙적인 운동을 하고 있다. 이 현상은 오랫동안 과학자들을 몹시 골치 아프게 만들었는데, 과연 이 두 은하 모두 표준우주모델 속의 특수한 예외란 말인가?
2018년 2월 2일 자 《사이언스(Science)》 지에 발표된 논문에서 네 명의 천문학자가 또 다른 인근 은하인 센타우루스자리 A(Centaurus A) 은하 역시 원반 형태로 분포된 왜소위성은하들을 거느리고 있음을 공개했다. 이 발견으로 인해 현재 관측된 세 그룹의 왜소위성은하는 예외 없이 모두 원반형 분포를 이루고 있음이 드러났다. 이는 표준우주모델이 예언한 ‘극소수’라는 예측과 심각하게 충돌한다. 비록 광활한 우주 속에서 세 개의 은하가 차지하는 비중은 진정 극소수에 해당하지만, 현재로서는 이 세 은하가 특별한 점을 지니고 있다는 어떠한 증거도 없다. 이들이 하필 모두 ‘극소수’에 속한다는 것은 정말로 너무나 우연스러운 일이다. 게다가 기존의 이론으로는 이러한 원반형 분포의 위성은하들을 설명하기가 매우 어렵다.
이러한 원반 형태의 분포야말로 어쩌면 우주 속 천체의 자연스러운 분포 형태일지도 모른다. 천문학자들은 우주 속에서 작은 태양계부터 커다란 은하단에 이르기까지 이러한 원반 구조가 대량으로 존재한다는 사실을 이미 오래전에 발견했다. 예를 들어 태양계의 행성들도 기본적으로 하나의 원반 위에 분포하고 있다. 이번에 발견된 위성은하 역시 이에 대한 좋은 예시라 할 수 있다. 현대 과학의 틀에 묶여 있는 탓에, 오늘날 과학자들은 여전히 우주의 진정한 모습을 온전히 인식하는 데 어려움을 겪고 있다.