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S자 형태로 뒤틀린 우리 은하계

  • 김명수 기자
  • 승인 2019.02.09 21:51
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[김명수 기자] 우리 은하는 별들로 구성된 원반이 평평하지 않고 중심에서 멀어질수록 S자 형태로 뒤틀려 있는 것으로 나타났다.

호주 매쿼리대학과 중국과학원 천문학 연구팀은 세페우스형 변광성(Cepheid) 1천339개를 모델로 우리 은하의 3차원 이미지를 구현한 결과를 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호에 공개했다.

세페우스형 변광성은 태양 질량의 4~20배로 밝기가 10만배에 달한다. 적외선탐사위성 '와이즈(WISE)'가 수집한 '고전 세페이드(Classical Cepheid)' 자료가 활용됐다.

S자 형으로 뒤틀린 우리 은하 상상도 / [중국과학원 국가천문대 천샤오디안 제공]
S자 형으로 뒤틀린 우리 은하 상상도 / [중국과학원 국가천문대 천샤오디안 제공]

연구팀은 세페우스형 변광성의 맥동(pulsation) 주기와 밝기 등을 토대로 약 3~5%의 오차로 정확하게 거리를 계산해 낼 수 있었다.

그 결과, 논문 수석 공동저자인 리처드 드 그리즈스 매쿼리대 부교수는 "다소 놀랍게도 세페우스형 변광성으로 구성한 3차원 이미지가 가스 원반과 밀접하게 닮아있는 점을 발견했다"고 밝혔다.

나선 은하는 중심에서 멀어질수록 중력이 약해지면서 가스 원반의 대부분을 구성하는 수소원자도 얇은 평면 대신 S자 형태로 뒤틀리게 된다. 

결국 별들로 구성된 원반도 가스 원반과 마찬가지로 S자 형태로 뒤틀려 있다는 의미다.

우리 은하 고전 세페우스형 변광성 분포 3D 영상 / [매쿼리대학 제공]
우리 은하 고전 세페우스형 변광성 분포 3D 영상 / [매쿼리대학 제공]

우리 은하처럼 외곽으로 갈수록 뒤틀리는 형태의 은하는 이미 10여개가 관측돼 드물기는 하지만 유일무이한 것은 아니다.

논문 수석저자인 천샤오디안 중국과학원 국가천문대 연구원은 "태양에서 우리 은하 외곽 가스 원반 지점까지의 거리를 측정하는 것은 원반이 실제 어떻게 생겼는지에 관해 알지 못한다면 극도로 어렵다"면서 이번 연구결과가 우리 은하 별들의 움직임과 원반의 기원을 연구하는데 중요한 지도를 제공해 주는 것이라고 강조했다.

그리즈스 부교수는 "우리 은하의 물질 대부분은 암흑물질이지만 암흑물질이 무엇이고 어디에 분포돼 있는지도 모르는 상태"라며 "이번 연구는 우리 은하의 형태를 보여줌으로써 우리 은하 내에 암흑물질이 어떻게 분포돼 있는지를 파악하는데 도움을 줄 수 있다"고 했다.