별의 형성 패턴을 밝혀준 안드로메다은하의 고화질 영상

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-14

허블우주망원경(Hubble Space Telescope)이 찍은 수천 장의 사진을 이용함으로써 지금까지 만들어진 가장 선명하고 진한 안드로메다은하의 영상을 천문학자들이 만들었다. 이 10만 화소 폭의 합성사진은 안드로메다은하가 약 20억 년 전에 또 다른 은하와의 대규모 충돌 과정에서 큰 타격을 입었다는 것을 암시한다고 연구저자들은 말했다. 은하수의 가장 가까운 쌍둥이의 약 4분의 1이 담긴 이 모자이크 영상은 고대의 충돌에 의해 일어날 수 있는 별 탄생이라는 전 은하에 걸친 파동의 증거를 보여준다고 워싱턴대(University of Washington) 천문학자 벤자민 윌리엄스(Benjamin Williams)는 말했다. PHAT(Panchromatic Hubble Andromeda Treasury)라고 알려진 이 프로젝트는 허블망원경의 카메라 세 대를 모두 사용하여 2010년 7월부터 2013년 10월 사이에 찍은 7,398장의 자외선, 가시광선 및 적외선 사진들을 결합시켰다. 이 결과는 1월 5일에 시애틀에서 열린 미국천문학회(American Astronomical Society) 학술회의에 제출되었다. 우리 은하에 대한 관측은 먼지에 의해서 가려질 뿐만 아니라 동일한 시선을 따라 있지만 지구로부터 다른 거리에 있는 별들에 의해서도 혼동되기 때문에, 우리 은하수에 대해서 유사한 사진을 조립하는 일은 불가능할 것이라고 연구팀의 지도자인 워싱턴대 천문학자 줄리안 달칸턴(Julianne Dalcanton)은 말했다. 그러므로 지구로부터 비교적 가까운 779,000파섹(250만 광년) 거리에 있는 안드로메다의 고해상도 사진은 은하수와 비슷한 나선은하의 진화에 관해 배울 수 있는 최선의 기회를 제공한다고 그녀는 말했다. “별 형성과 별의 진화에 관한 모형을 다듬기 위해서, 지금까지 천문학자들은 대부분 마젤란성운(Magellanic Clouds)으로 알려져 있는 은하수의 두 위성 은하에 의존해왔다. 그러나 이 은하들은 은하수보다 질량이 훨씬 더 작고 그 별들의 성분도 평균적으로 다르다. 대조적으로 안드로메다는 은하수와 대단히 유사하다. 안드로메다를 연구함으로써, 우리는 별이 어떻게 형성되고 진화하는지에 대한 엄청난 통찰을 바로 근처에서 얻게 될 것”이라고 하버드-스미소니언천체물리학센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)의 천체물리학자 챨스 콘로이(Charles Conroy)는 말했다. 그는 이번 PHAT 팀에는 참여하지 않았다. PHAT는 은하수 너머의 은하에 있는 모두 1억 1천 7백만 개의 개별적인 별들에 대한 가장 상세한 조사이며, 조사 범위는 18,700파섹(61,000광년)에 이른다. 적외선 영상은 먼지로부터 나오는 복사선을 보여주며 그러한 복사선은 별을 만드는 원료를 제공하는 가스의 추적자 역할을 하기 때문에, 이 영상들은 은하의 별 형성에 대한 새로운 정보도 제공한다고 그녀는 말했다. “이번 연구에서 정말로 환상적인 것은 조사가 공간적으로 작은 규모에서 이루어졌으며, 그래서 지금까지 공간적으로 가장 세밀하게 분석한 안드로메다의 별 형성 역사라는 점”이라고 워싱턴대의 알렉시아 루이스(Alexia Lewis)는 말했다. 먼지와 별의 색상에 관한 정보는 개별 별들의 정확한 나이를 알려준다. 그러한 정보를 이용하여 루이스는 안드로메다의 영상화된 구역의 마지막 5억 년간의 별 형성 역사를 재구성하여 비디오를 만들었다. “은하 전역에서 별 형성이 어떻게 진행되고 시간에 따라 그 강도가 어떻게 바뀌는지를 실제로 볼 수 있다”고 달칸턴은 말했다. 루이스의 비디오에서 가장 놀라운 점은 일시적인 형태일 것으로 생각되었던 안드로메다의 별 형성 고리가 지난 4억년에서 5억년에 걸쳐 지속되었다는 점이다. 별 형성은 분자 가스 공급원을 가진 구역에서 일어난다. 가스가 고갈되면, 별의 탄생은 멈춘다고 루이스는 말했다. 10킬로파섹 고리라는 별명의 이 고리 모양 형상의 지속성은 그 영역에 이례적으로 거대한 가스 공급원이 있거나, 혹은 다른 원리에 의해 신선한 가스가 고리 속으로 계속 공급되고 있다는 것을 나타낸다고 그녀는 말했다. “어떤 이유가 되었든, 그것은 수수께끼”라고 달칸턴은 말했다. 그러나 이번 조사 결과는 훨씬 더 오래된 별탄생(starbirth)이라는 전 은하에 걸친 파동에 대한 힌트도 제공한다고 윌리엄은 말했다. 다른 연구진들이 안드로메다 디스크의 한쪽 구역 끝자락에서 그러한 파동의 증거를 발견한 바 있지만, 그 폭이 은하 규모일 것이라고 짐작한 사람은 아무도 없었다“고 그는 말했다. “PHAT 조사를 통해서 천문학자들은 안드로메다의 중요한 구조적 요소를 되짚어볼 수 있으며, 그러한 요소는 수십억 년 전에 일어난 그 은하의 큰 사건을 암시한다. 은하를 구성하는 별 수준으로 분석함으로써 이 모든 일이 근본적으로 가능해진다”고 콘로이는 말했다. * 그림 : 허블우주망원경의 사진 수천 장으로 만든 영상. p1502a1-1400px.jpg http://www.nature.com/news/galaxy-seen-shuddering-from-ancient-collision-1.16656