아인슈타인이 옳았다"..인류 최초 '우리은하' 블랙홀 포착

 

 

 

 

 

▲'궁수자리 A'로 불리는 우리은하 중심부의 블랙홀 이미지. 중심의 검은 부분은

블랙홀과 블랙홀을 포함하는 그림자이고, 고리의 빛나는 부분은 블랙홀의 중력에

의해 휘어진 빛이다. /사진제공=한국천문연구원

 

 

 

 

 

 

 

【서울=뉴시스】김선웅 기자 = 한국천문연구원 정태현 박사가 11일 서울 중구의

한 컨벤션센터에서 사건지평선 망원경(Event horizon telescope)를 통해 인류

역사상 처음으로 관측·촬영한 처녀자리 은하 중심의 M87 블랙홀에 대해

설명하고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우주에서 관측되느 수수께끼의 천체 오드 라디오 서클중 가장 선명한 이미지가

공개됬다 윤태희 기자

 

 

 

 

 

 

 

 

 우리 은하의 팔 상단에 태양계가 있으며 하단의 옅은 영역은 팽대부의 방해로

관측이 힘든 부분이다 이광석 칼럼니스트

 

 

 

아인슈타인이 옳았다"..인류 최초 '우리은하' 블랙홀 포착

 

 

 

 

한국 과학자들이 참여한 국제 공동 연구진이 인류 사상 최초로 우리은하 중심에 있는 '초대질량 블랙홀'을 포착하는 데 성공했다.

현대 천체물리학의 가장 큰 난제인 우주 형성의 비밀을 밝히는 데 한 발짝 내디뎠다고 평가받는다.

 

지난 12일 한국천문연구원에 따르면 '사건의 지평선 망원경(EHT)' 공동연구진은 우리은하 중심에 위치한 초대질량 블랙홀 궁수자리 A 영상을 포착해 이날 공개했다.

전 세계 80개 기관과 300여 명의 천문학자로 이뤄진 EHT 공동연구진은 지난 2019년에도 지구에서 약 5500만 광년 떨어진 M87 블랙홀 그림자를 관측했다.

우리은하 중심에 위치한 궁수자리 A 블랙홀은 지구로부터 약 2만7000광년 떨어진 궁수자리에 있다.

 

한국천문연구원 손봉원 박사에 따르면 이 블랙홀은 인류가 직접 관측한 블랙홀 중 지구와 가장 가깝다. M87 블랙홀에서 태양계까지 거리의 2000분의 1 수준이다.

 

다만 궁수자리 A 블랙홀은 M87에 비해 질량이 1500배 이상 작아 블랙홀 주변의 가스 흐름이 급격히 변하는 것이 문제였다.

영상이 심한 산란 효과를 겪어 M87보다 관측이 어려웠다.

 

 

 

 

 

 

 

 

전 세계 8개의 망원경을 연결한 EHT./사진제공=한국천문연구원

 

 

 

 

 

연구진은 이번 블랙홀을 포착하기 위해 '가상의 슈퍼 울트라 망원경'을 활용했다.

이 망원경은 6개 대륙의 8개 전파망원경을 하나로 연결해 마치 하나의 커다란 망원경 같은 효과를 낸다.

한국천문연구원 관계자는 "파리의 한 카페에서 뉴욕에 있는 신문 글자를 읽을 수 있는 정도"라며 망원경 성능에 관해 설명했다.

 

궁수자리 A 블랙홀 관측을 통해 은하의 형성과 진화 과정을 밝힐 수 있을 것이라는 전망이 나왔다.

이는 우주의 역사와 미래를 밝히는 초석이 될 수 있다.

과학계는 "천문학 역사의 기념비적인 이정표가 될 것"이라고 말한다.

 

세라 마르코프 EHT 과학이사회 공동 위원장은 "이번에 공개된 블랙홀 모습은 M87 블랙홀과 매우 유사한 모양을 보이는데 이는 (중력에 의해 시공간이 휜다는) 아인슈타인의 일반 상대성이론이 옳았음을 재입증한 것"이라고 강조했다.

 

김재영 경북대 교수도 "이전 M87 블랙홀과 비교해 궁수자리 A 블랙홀은 제트와 같은 강력한 물질 분출 현상이 없는 블랙홀로, 이 두 블랙홀의 EHT 영상을 함께 연구함으로써 현대 천체물리학의 가장 큰 난제 중 하나인 블랙홀 제트의 물리적인 기원을 이해할 수 있을 것"이라고 언급했다.

 

한편 블랙홀은 검은(black) 구멍(hole), 즉 강한 중력에 의해 빛조차 빠져나올 수 없어서 검게 보이는 천체를 뜻한다.

대부분의 은하 중심부에는 태양 질량의 수백만 배에서 수십억 배에 이르는 초대질량 블랙홀이 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

네 그룹으로 나눈 궁수자리 A 블랙홀 이미지/사진제공=천문연구원

 

 

 

 

 

 

양윤우 기자 moneysheep@mt.co.kr

저작권자 ⓒ '돈이 보이는 리얼타임 뉴스' 머니투데이

 

 

 

 

 

 

 

미국항공우주국  나사

 

 

 

 

 

 

우리 은하 블랙홀 모습 최초 포착…일반상대성이론 더 정확해졌다

 

 

 

우리 은하 중심부에 있는 블랙홀의 모습이 처음으로 공개됐다.

2019년 처음 블랙홀의 모습이 공개된 데 이어 두 번째로 블랙홀의 모습이 공개된 것으로 빛의 고리 속에 블랙홀이 자리잡은 검은 속이 나타나는 등 비슷한 모양으로 나타났다.

 

크기와 우주에서의 위치가 다른 블랙홀의 모양이 비슷하다는 것이 확인되면서 블랙홀의 형태를 예측한 아인슈타인의 일반상대성이론이 더욱 정확하다는 결론에 이르렀다.

 

한국을 포함해 미국, 유럽, 일본, 남미, 아프리카 등의 연구자로 구성된 ‘사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope)’ 국제공동연구팀은 12일 우리은하 중심에 위치한 초대질량 블랙홀 궁수자리 A 영상을 발표했다.

궁수자리 A 블랙홀은 2019년 관측된 초대질량블랙홀 ‘M87’에 이어 EHT팀이 촬영한 두 번째 블랙홀이다.

 

블랙홀은 질량이 극도로 압축돼 아주 작은 공간에 밀집한 천체다.

우주에서 가장 빠른 존재인 빛조차 빠져나가지 못할 정도로 중력이 강하다.

 

EHT가 2019년 지구에서 5500만 광년 떨어진 초대질량블랙홀 ‘M87’의 그림자를 관측해 공개하며 빛의 고리 안쪽에 존재하는 블랙홀의 모습이 처음으로 드러났다.

이는 주변 빛이 중력에 휘어 둥글게 만들어진 속에 내부 빛이 빠져나오지 못해 형성된 공간인 블랙홀의 ‘그림자’를 본 것이다.

 

EHT는 M87 결과를 발표하면서 궁수자리 A도 관측하고 있으며 분석에 더 시간이 걸릴 것이라고 밝힌 바 있다.

궁수자리 A는 지구에서 2만7000광년 떨어져 있다.

지구에서 가장 가까운 초대질량블랙홀이다. 질량은 태양의 430만 배로 추정된다.

 

라인하르트 겐첼 독일 막스플랑크 외계물리학 연구소장과 앤드리아 게즈 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대 교수가 주변을 도는 별의 궤도를 토대로 궁수자리 A의 질량을 예측해 2020년 노벨 물리학상을 받기도 했다.

 

궁수자리 A는 지구와의 거리가 M87의 2000분의 1 수준으로 가깝지만 질량이 1600분의 1에 불과해 관측이 더 까다롭다.

질량이 작을수록 블랙홀의 바깥 경계인 사건지평선 크기도 작아져 관측이 훨씬 어렵다.

 

M87의 질량이 태양의 65억 배로 사건지평선 크기가 약 400억 km인 데 비해 궁수자리 A의 사건지평선 크기는 2500만km에  그친다.

우리 은하 속 별들이 궁수자리 A를 가리고, 궁수자리 A 자체도 산란을 일으키는 가스 구름에 둘러싸여 있어 관측이 더욱 어렵다. 

 

두 블랙홀이 서로 다름에도 비슷한 모양을 보인 것은 아인슈타인이 1915년 일반상대성 이론에서 예측한 블랙홀의 모양이 어디서나 나타난다는 것을 보이는 것이다.

이는 일반상대성 이론을 더욱 엄밀히 검증할 수 있는 증거란 평가다. 

 

EHT 연구팀은 “초대질량 블랙홀 주변 물질의 흐름을 분석해 은하의 형성과 진화 과정을 밝힐 수 있을 것”이라며 “추가적인 연구를 통해 일반상대성이론의 정밀한 검증 등 새로운 결과들이 쏟아져 나올 것으로 전망한다”고 밝혔다.

 

과학계에서는 이번 발견이 우리 은하 생성의 비밀을 풀 열쇠가 될 것으로 기대하고 있다.

빠르게 변하는 블랙홀 그림자를 포착한 만큼 블랙홀로 물질이 빨려들어가는 과정도 직접 관측할 수 있을 것으로 전망된다.

 

M87과 궁수자리 A 블랙홀을 비교하면 블랙홀에서 물질이 방출되는 ‘블랙홀 제트’ 같은 현상의 물리적 기원을 이해할 수도 있다는 기대도 나온다.

 

이번 연구에는 한국천문연구원 등 한국 연구진을 비롯해 세계 80개 기관 300명이 넘는 연구진이 참여했다. EHT는 스페인과 미국, 남극, 칠레, 그린란드 등 전 세계 11개 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 구현했다.

 

전파망원경이 동시에 천체를 관측하면 하나의 거대한 망원경으로 본 것처럼 해상도가 높아진다. 

연구결과는 국제학술지 ‘천체물리학저널’에 12일 실렸다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우리은하 거대 블랙홀 첫 포착.."천체물리학 난제 해결 가까이"

 

 

 

천문연 포함 국제 공동 연구진 300여명 참여
2019년 블랙홀 보다 2000배 가까워..상대성이론 영향
질량, 형성 과정에 차이..나이는 유사해 연구가치 커
강력한 물질 분출 없어..블랙홀 제트 기원 이해 기대

 

 

 

[이데일리 강민구 기자] 우리 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀의 영상이 처음으로 공개됐다.

머지않아 블랙홀로 물질이 빨려 들어가는 과정을 관측하거나 블랙홀 제트 기원 이해와 같은 천체물리학 난제 해결을 해나갈 것으로 기대를 모으는 성과다.

한국천문연구원 연구진을 포함한 사건지평선망원경(EHT) 국제 공동연구팀이 지구에서 약 2만 7000 광년 떨어져 있는 궁수자리(Sgr A*) A 블랙홀을 포착해 12일 밤 미국, 대만 등에서 동시에 공개했다.

궁수자리 A 블랙홀은 M87 블랙홀에 이어 EHT 연구팀이 촬영한 두 번째 블랙홀이다.

연구팀은 2019년 당시 포착한 M87 블랙홀 보다 가까운 거리에서 영상을 얻었다.

영상속 블랙홀 중심의 검은 부분은 블랙홀(사건의 지평선)과 블랙홀을 포함하는 그림자이고, 고리의 빛나는 부분은 블랙홀의 중력에 의해 휘어진 빛이다.

손봉원 천문연 박사는 발표 직후 이뤄진 과학기술정보통신부 과학기자단과의 간담회에서 “5500만 광년 떨어진 M87 블랙홀 보다 약 2000배 가까운 블랙홀을 포착했다”며 “세계 주요 전파망원경을 연결하고, 국내외 연구진이 국제 협력으로 이뤄낸 성과”라고 설명했다.

 

◆전 세계 300여명 연구팀 참여

 

이번에 블랙홀을 관측하는데 성공한 EHT 연구팀은 전 세계에 흩어진 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 블랙홀의 영상을 포착하려는 국제협력 프로젝트이다.

80개 기관 300여명의 연구팀이 참여하고 있다.

우리은하 중심에 위치한 궁수자리 A 블랙홀은 지구로부터 약 2만 7000 광년 떨어져 있고, 질량이 태양보다 약 400만 배 크다.

태양계로부터의 거리가 M87 블랙홀과 비교하면 2000분의 1 정도로 가까워 블랙홀 연구의 유력한 대상이다.

 

하지만 M87에 비해 1500배 이상 질량이 작아 블랙홀 주변의 가스 흐름이 급격히 변하고, 영상이 심한 산란 효과를 겪어 M87에 비해 관측하기 어려웠다.
연구팀은 대규모 블랙홀 관측자료를 처리하기 위해 슈퍼컴퓨터를 활용해 데이터를 분석하고, 블랙홀에 대한 다량의 영상을 재현해 이를 비교하는 모의실험을 5년간 진행했다.

관측자료 보정과 영상화 작업 끝에 연구진은 고리 형태의 구조와 중심부의 어두운 지역인 블랙홀의 그림자를 발견했다.

◆두 블랙홀 모두 일반상대성이론 영향

연구팀이 발견한 두 블랙홀은 모두 아인슈타인의 일반상대성 이론에 의한 것이라는 공통점이 있다.

반면 질량에서는 차이가 있어 중력 작용 시험 등을 비교 검증할 수 있다.

세라 마르코프 EHT 과학이사회 공동 위원장은 “궁수자리 A 블랙홀과 M87 블랙홀은 매우 유사한 모양을 보이는데, 이는 아인슈타인의 일반상대성 이론에 의한 것”이라고 설명했다.

대만중앙과학원 천체물리연구원의 케이치 아사다 박사는 “이번 연구를 통해 초대질량 블랙홀 중 큰 편인 M87 블랙홀과 작은 편인 궁수자리 A 블랙홀 영상을 분석하면 중력이 극단적으로 다른 상황에서 어떻게 작용하는지 자세하게 시험할 수 있다”고 말했다.

◆한국우주천파관측망 등 통해 한국 연구자 존재감도

이번 연구에서는 우리나라 연구진들도 존재감을 발휘했다.

한국천문연구원 한국우주전파관측망(KVN) 3기는 EHT 다파장 캠페인에 참여해 궁수자리 A 블랙홀의 구조가 원형에 가까움을 확인해 블랙홀의 부착원반면이 지구 방향으로 향하고 있다는 사실을 제시했다.

한국천문연구원 소속 등 국내 연구자와 해외 거주 한국인 연구자들도 EHT 주요 망원경인 칠레의 아타카마 밀리미터·서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)와 하와이의 제임스 클러크 맥스웰 망원경 운영에 참여해 관측, 자료처리, 영상화 작업을 했다.

EHT 연구팀은 후속연구로 초대질량 블랙홀 주변의 부착흐름을 분석하는 이론을 세우기 시작했다.

은하의 형성과 진화 과정을 밝혀내고, 일반상대성이론의 정밀한 검증 등 새로운 결과들을 만드는게 목표다.

김재영 경북대 교수는 “일반상대성이론은 블랙홀, 중력파, 우주 팽창, 암흑에너지 등과 관련성이 크다”며 “EHT 연구팀에서 포착한 두 블랙홀은 질량, 형성과정에서 차이가 있어 다르면서도 나이는 비슷해 공통점도 있다”고 설명했다.

김 교수는 “특히 궁수자리 A 블랙홀은 제트와 같은 강력한 물질 분출 현상이 없는 블랙홀”이라며 “앞으로 두 블랙홀의 영상을 함께 연구하면서 현대 천체물리학의 난제 중 하나인 블랙홀 제트의 물리적인 기원을 이해하는 등의 성과를 낼 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

 

 

 

강민구 기자

 

 

 

 

 

<역대 가장 먼 은하로 확인된 HD1 사진=Harikane et al.>

 

 

 

베일 벗겨지는 우주 '첫 은하'

 

 

 

 

빅뱅 이후 3억년이 채 지나지 않은 시점에 탄생한 은하가 관측됐다.

우주 생성 이후 첫 번째 은하일 수도 있는 'HD1' 은하가 바로 그 주인공이다.

하버드-스미스소니언 천체물리학센터 국제연구팀은 최근 HD1 은하 발견 소식을 발표했다.

HD1에서 나온 빛이 지구에 도달하기까지 걸리는 시간을 계산해보면 HD1의 빛은 지금으로부터 135억년 전 빛이라는 결론이 나온다.

 

지구로부터 135억 광년 거리만큼 멀리 있다는 것이다.

이는 현재까지 관측된 은하 중 가장 멀리서 발견된 은하로 등극을 앞두고 있다.

지금까지는 가장 먼 은하 관측 기록은 허블 우주망원경이 관측 한계에서 발견했던 134억 광년 떨어진 'GN-z11'이다.
지난 2016년 허블 우주망원경이 큰곰자리 방향 하늘에서 발견한 GN-z11은 초기 우주에서 발견할 수 있는 은하라는 점에서 상당한 관심을 모았다.

 

은하 속 별 질량을 다 합쳐도 우리 은하 질량에 1% 수준에 불과할 정도로 작지만, 별이 새롭게 탄생하는 정도가 우리 은하 대비 20배 이상 빠르다.

이처럼 폭발적인 출성률(SFR·Star formation rate)을 보이는 별들을 모아 '스타버스트(Starburst) 은하'라고 부른다.

이보다 멀리 떨어진 HD1은 아직 관측을 통해 얻은 정보가 제한적이고 물리적 속성도 확인되지 않은 상태다.
연구팀은 HD1 은하 역시 이러한 폭발적 출성률을 보이는 별 탄생 은하로 추측하고 있다.

다만 폭발적으로 별이 탄생하는 은하들과 그 수치를 비교했을 때 HD1은 최소 10배 이상 높은 수치를 보유, 지나치게 밝은 밝기를 나타내고 있어 새로운 가설이 세워지고 있다.
첫 번째 가설은 HD1에서 탄생한 별이 '우주 태초의 별'이라는 것이다.

천문학계는 별 종류를 젊은 별인 종족Ⅰ과 나이 든 별인 종족Ⅱ로 분류한다.

여기에 지금까지 관측된 적이 없는, 이론상으로만 존재하는 우주 태초의 별인 종족Ⅲ 별이 있다.

종족Ⅲ별은 수소와 헬륨으로만 이뤄져 현재 별보다 훨씬 무겁고 밝으며 뜨거울 것으로 예측된다. 이 같은 점을 근거로 HD1이 가진 극도로 밝은 빛을 설명할 수 있을 것이라는 가설이다.

또 하나는 HD1이 초거대 질량 블랙홀을 품고 있다는 가설이다.
블랙홀을 둘러싸고 있는 물질이 블랙홀로 빨려 들어가면 중력에너지가 빛에너지로 전환돼 굉장히 밝은 빛을 내는데 HD1이 바로 그런 형태라는 것이다.

 

HD1이 중심에 품고 있는 블랙홀을 원동력으로 엄청난 빛을 낸다는 가정 아래에 빅뱅 이후 초창기 우주에서 이러한 초거대 질량 블랙홀이 존재할 수 있었는지 확인할 수 있는 새로운 열쇠가 될 수 있다.

결국 HD1은 그 존재 확인을 통해 태초의 별 또는 우주 태초 초거대 질량 블랙홀 발견이라는 천문학계 새로운 기록으로 기대되고 있다.

그뿐만 아니라 HD1 연대인 135억년 전은 극 초기 우주 비밀을 푸는 데에 빛을 비춰줄 중요 단서가 될 수 있다.

HD1은 올해 여름부터 본격적인 관측이 시작된다.

지난해 12월 우주로 향한 뒤 임무에 착수한 제임스 웹 우주 망원경으로 관측이 이뤄진다.

그동안 미지의 영역으로 인류가 그린 우주 지도에서 암흑으로 남아있던 우주 끝자락에 대한 새로운 발견이 이뤄지면서 인류는 새로운 우주 지도를 그릴 준비를 하고 있다.

 

 

 

이인희기자 leeih@etnews.com

 

 

 

 

 

 

밤하늘에 펼쳐진 은하수의 모습 사진123rf

 

 

 

 

은하수는 지구에서 시선방향으로 보이는 우리은하의 가장자리 모습이다.

요즘은 빛 공해가 심해져 은하수를 보기 어렵지만, 캄캄한 밤하늘 지역에서 보면 하늘을 가로질러 뻗어있는 뿌연 띠를 볼 수 있는데, 서양에서는 그리스 신화의 여신 헤라가 흘린 젖이라고 여겨서 ‘밀키 웨이'(Milky Way)라 부른다.

이것이 무수히 많은 별들의 집적이라는 것을 최초로 알아낸 사람은 1610년 자작 망원경으로 은하수를 관측한 갈릴레오 갈릴레이였다.

우리가 맨눈으로 볼 수 있는 전천의 별 수는 대략 5~6000개 정도다.

 

이들은 육안으로 볼 수 있는 한계인 6등성 이상 밝기의 별들인데, 물론 망원경을 사용하면 더 많은 별들을 볼 수 있다.

그렇다면 우리 은하수 은하에는 대체 몇 개의 별들이 있을까?

뉴욕 이타카 칼리지의 조교수 데이비드 콘라이히는 “끔찍할 정도로 대답하기 어려운 질문”이라고 전제하면서 “일반적으로 은하의 별들은 정확히 셀 수가 없을 만큼 엄청 많기 때문”이라고 덧붙였다.

우리은하와 비교적 가까운 230만 광년 거리의 대형 은하 안드로메다 은하의 경우, 우리는 가장 크고 밝은 별만 구별할 수 있다.

태양 크기의 별은 우리가 보기 어려울 것이다.

따라서 천문학자들은 아래 기술 중 일부를 사용하여 은하의 별 개수를 추정한다.

우리은하의 구조

우리은하는 지름이 약 10만 광년인 막대 나선은하이다.

은하 바깥쪽을 보면 4개의 나선팔(2개는 메이저, 2개는 마이너)로 둘러싸인 중앙 팽대부가 드러날 것이다.

 

은하수의 주요 팔은 페르세우스자리 나선팔과 궁수자리 나선팔로 알려져 있다.

지구의 태양은 오리온 팔이라고 불리는 두 개의 작은 나선팔 중 하나에 있는 별이다.

 

우리은하는 수십만 광년 지름의 거대한 가스 헤일로(halo)로 둘러싸여 있다.

천문학자들은 헤일로의 질량이 우리은하에 있는 모든 별들의 질량과 거의 같을 것으로 추정한다.

그러나 우리은하의 별들 중 많은 부분은 보기 힘들다.

 

은하 중심에 별, 가스, 먼지로 가득 찬 은하 팽대부와 초거대질량 블랙홀이 우리의 시야를 가리고 있기 때문이다.

이 지역의 물질 밀도는 너무 높아서 가장 강력한 망원경을 들이대도 관측 불가다.

20세기 초까지만 해도 천문학자들은 우리은하가 곧 전체 우주라고 생각하고, 우주의 모든 별들이 우리은하의 일부라고 생각했지만, 이런 상식은 미국의 신출내기 천문학자 에드윈 허블에 의해 여지없이 깨어졌다.

 

그는 당시 최대였던 윌슨산 천문대의 강력한 망원경으로 관측한 결과, 그때까지 우리은하 내의 ‘성운’으로 알고 있었던 안드로메다 은하가 실은 우리은하 밖에 존재하는 수많은 섬우주인 외부은하임을 증명해냈던 것이다.

별의 개수를 알려면 은하의 무게를 재라

천문학자들이 은하에 있는 별의 수를 추정하는 주된 방법은 은하의 질량을 결정하는 것이다.

이것은 은하의 회전과 방출하는 빛의 스펙트럼을 분석하여 알아낼 수 있다.

같은 질량의 은하라 하더라도 별의 유형과 전체 질량에 차이가 있을 수 있다.

 

콘라이히는 이에 대해 일반론을 말하기는 매우 어렵다고 경고하는 한편, 한 가지 차이점은 우리은하와 같은 나선은하와 타원은하 사이에서 볼 수 있다고 말한다.

타원은하는 나선은하에 비해 K형과 M형 적색왜성을 더 많이 가지는 경향이 있다.

타원은하는 나선은하보다 오래되었기 때문에 진화하는 동안 많은 가스를 방출하는 바람에 성간 가스가 더 적다.

일단 은하의 질량이 결정되면, 또 다른 까다로운 일은 그 질량의 얼마가 별들로 이루어져 있는지 알아내는 것이다.

은하를 이루는 질량의 대부분은 빛을 방출하지 않는 암흑물질로 구성되어 있기 때문이다.

 

“은하를 모델링하고 별의 질량이 몇 퍼센트를 차지하는지 확인해야 한다”고 말하는 콘라이히는 “일반적인 은하에서 회전 곡률로 질량을 측정하면 그 중 약 90%가 암흑물질”이라고 설명한다.

은하계에 남아 있는 대부분의 물질이 확산 가스와 먼지로 구성되어 있기 때문에 콘라이히는 별의 비중은 전체 은하계 질량의 약 3%를 차지할 것으로 추정하지만 이는 다를 수도 있다.

또한 별 자체의 크기는 우리 태양보다 수십 배 작거나 클 수도 있다.

 

우리은하에는 대략 몇 개의 별이 있을까?

 

 

 

위에서 본 우리은하 상상도

 

 

 

 

그렇다면 은하수에 몇 개의 별이 있는지 확실히 알 수 있는 방법은 없을까?

우리은하를 맵핑하는 가이아 임무를 수행하는 유럽우주국(ESA)의 과학자 조스 더 브라우너에 따르면, 현재 우리은하 별의 추정치는 1000억에서 4000억 개 사이다. 더 브라우니는 명확한 수치를 알기는 어려울 것이라고 한다.

2013년부터 궤도를 돌고 있는 가이아 탐사선은 326광년 거리까지 태양 주변에 있는 17억 개의 별 위치를 매핑하는 데 성공했다.

천문학자들은 이 수치를 근거로 전체 은하계를 모델링할 수 있지만, 가이아조차도 가장 희미하고 작은 별을 보는 데 어려움을 겪고 있는 만큼 완벽한 수치를 결정하기는 어렵다.

브라우너는 “근본적인 문제는 매우 희미한 적색왜성의 광도(분포)를 측정한 다음, 갈색왜성까지 얼마나 되는지 그 숫자를 추정하는 것”이라고 설명한다.

적색왜성은 우주에서 가장 흔한 별이며 가장 오래 사는 별이기도 하다.

그러나 너무나 어둡기 때문에 식별하기가 어렵다.

갈색왜성은 더 어둡다.

 

이들은 기본적으로 핵융합을 시작하기에 충분한 물질을 축적하지 못한 실패한 별이다.

따라서 그것들은 별과 행성 사이의 위치하는 중간적인 천체로, 희미한 적색왜성보다 발견하기가 훨씬 더 어렵다.

브라우너는 “전체 이야기에서 두 번째 난관은 이중성인데, 그 빈도가 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다”면서 “2025년 가이아의 임무가 끝날 때까지 과학자들이 우리은하의 별 수를 보다 근접하게 알게 되겠지만 상당한 불확실성이 남아 있을 것”이라고 예상했다.

참고로 코스모스를 쓴 유명 천문학자 칼 세이건은 4000억 개라는 데 손을 들었다

 

 

 

 

이광식 칼럼니스트

 

 

 

 

허블우주망원경이 촬영한 학슨 밀집은하군 40의 모습

사진 나사 ESA/HUbble/STSCL

 

 

 

 

 

단 한장 사진에 담긴 5개의 은하…10억 년 후 하나로

 

 

 

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다.

최근 NASA는 발사 32주년을 자축하며 허블우주망원경이 촬영한 흥미로운 은하군 사진을 공개했다. 사진 속 천체는 지구에서 약 3억 광년 떨어진 곳에 위치한 ‘힉슨 밀집은하군 40'(이하 HCG 40)으로, 사실 단 한 장의 사진이지만 이 안에는 인간의 머리로는 가늠하기 힘든 '우주'가 담겨있다.

한 장에 사진 속에 자리잡은 은하는 놀랍게도 모두 5개다. 작은 영역에 이처럼 은하들이 서로 가까이 뭉쳐있어 밀집은하군으로 분류된 것이다. 사진 속 은하의 종류도 다양하다.

3개의 나선은하와 타원은하, 렌즈형 은하가 모두 동물원처럼 한 장소에 모여있기 때문.

지구에서 보는 시점 때문에 모양이 다르게 보이지만 은하는 그 모습에 따라 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy), 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)로 분류된다.

 

지구가 속한 우리은하와 이웃한 안드로메다가 바로 나선은하다.

NASA에 따르면 HCG 40은 우리은하 지름의 2배가 채 안되는 공간에 빽빽하게 모여있으며 흥미롭게도 10억 년이 지나면 하나의 은하로 통합될 예정이다.

 

한편 허블우주망원경은 지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측 중이다.

32년의 세월동안 허블우주망원경은 150만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 바탕으로 천문학자들은 1만7000건이상의 논문을 발표했다

 

이 과정에서 인류는 우주의 팽창속도와 암흑 에너지가 우주의 70%를 차지한다는 사실을 알  수있게 됬다

 

 

 

 

 

박종익 기자

 

 

 

 

 

 

 

【서울=뉴시스】김선웅 기자 = 한국천문연구원 정태현 박사가 11일 서울 중구

의 한 컨벤션센터에서 사건지평선 망원경(Event horizon telescope)를 통해

인류 역사상 처음으로 관측·촬영한 처녀자리 은하 중심의 M87 블랙홀에 대해

설명하고 있다. 2019.04.11. mangusta@newsis.com