우리은하와 안드로메다 은하의 충돌 > 행 성

우리은하와 안드로메다 은하는 충돌한다.

안드로메다 은하는 우리은하와 가까운 은하 중의 하나로 자매 은하로 불린다. 하지만 두 은하 사이에는 놀라운 차이점이 있다는 새로운 연구 결과가 발표되었다고 9일(현지시간) 영국 일간지 데일리메일이 보도했다.

'M 31'로도 불리는 안드로메다 은하는 우리 은하보다 약 2배 가량 크지만, 나선팔 구조를 가진 나선은하로 생긴 모습이 거의 같다. 그러나 그것은 겉모양일 뿐이고 내용은 전혀 그렇지가 않다는 것이 이번 연구 결과 밝혀진 것이다.

안드로메다 은하의 별들의 운동을 연구한 결과, 우리 은하가 평온을 유지하는 것과는 대조적으로 안드로메다 은하는 폭력적인 과거를 가진 것으로 드러났다.

안드로메다의 별들은 대단히 혼란스러운 움직임을 보이고 있는데, 이는 우리 은하의 별들이 질서정연한 것과는 대조적인 현상이다. 이는 안드로메다가 주변의 작은 은하들과 충돌, 합병되는 격렬한 역사에서 비롯된 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 이러한 은하 충돌은 사실 큰 나선은하에 있어서는 흔히 발생하는 사건이다. 70%의 나선은하가 최근 1만 년 안에 적어도 한 차례씩은 다른 은하와 상호 중력작용을 주고 받는 것으로 알려져 있다.

우리 은하의 질서정연한 모습이 오히려 이례적인 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 하와이의 케크 망원경이 수집한 데이터로 이 연구를 이끈 캘리포니아 대학의 푸라그라 구하타쿠르타 교수는 "분석된 자료에 따르면 안드로메다 은하 내 별들의 움직임은 정상에서 벗어난 상태이며, 우리 은하는 이례적으로 조용히 몸집을 불려온 은하로, 마치 영외 거주자처럼 보인다"고 말한다.

안드로메다가 비록 이웃 은하라고는 하지만, 우리와는 250만 광년이나 떨어진 안드로메다자리에 있는 은하다. 밤하늘이 맑을 때 맨눈으로 보면 뿌연 빛뭉치처럼 보인다. 그래서 안드로메다 은하는 인간의 맨눈이 볼 수 있는 가장 먼 거리에 있는 물체라고 말한다.

이 안드로메다와 우리 은하가 30여 개 은하로 이루어진 국부은하단에서 두 맹주라고 할 수 있다. 안드로메다의 젊은 별들은 비교적 질서있게 은하 중심을 도는 데 반해, 오래된 늙은 별들은 보다 무질서한 움직임을 보이는 것으로 나타났다.

안드로메다가 과거 은하 충돌이란 폭력적인 사건을 겪었다는 증거는 중력의 변화에 따라 안드로메다의 헤일로까지 확장된 별들의 흐름으로 밝혀진 사실이다. 그 별들은 주변의 왜소은하가 합병되면서 안드로메다 안으로 유입된 것이다.

이 연구결과는 이번 주 미국 시에틀에서 열린 미국천문협회 겨울 회의에서 안드로메다 은하의 고해상도 이미지와 함께 발표되었다. 이미지는 4만 광년에 이르는 안드로메다 은하의 원반 구획 속에서 1억 개의 별들과 수천 개의 성단들을 보여주고 있다.

안드로메다 은하의 3분의 1이 담겨 있는 이 사진은 또한 20억 년 전 다른 은하와 충돌한 내력을 포함하고 있다. 그런데 이 은하는 또다른 격렬한 충돌을 앞두고 있다. 바로 지름 10만 광년의 우리 은하와의 일대 충돌이 예약되어 있는 것이다.

현재 두 은하는 시간당 40만km 속도로 접근하고 있는 중이다. 40만km라면 지구-달 사이 거리다. 이 속도라면 약 37억 5000만 년 후에 두 은하가 충돌한다는 계산이 나온다. 그러나 충돌하자마자 하나로 합병되는 것은 아니다. 65억 년 뒤에 완전히 합체되어 거대한 타원은하가 된다.

천문학자들은 합병된 그 은하의 이름까지 벌써 지어놓았다. 두 은하의 이름을 합쳐놓은 '밀코메다(Milkomeda)' 은하다. 만약 그때까지 지구에 인류가 생존해 있다면 지금 지구 밤하늘과는 전혀 다르게 하늘의 반을 덮고 있는 타원은하를 보게 될 것이다.

그때 우리 태양계와 지구의 운명은 어떻게 될까? 다행히 다른 별과 충돌한다거나 은하 바깥으로 퉁겨져 나가지는 않는다는 계산서를 천문학자들이 뽑아놓고 있다.

두 은하가 충돌하더라도 별들끼리 서로 부딪치는 일은 거의 발생하지 않는다. 별들 사이의 간격이 워낙 넓기 때문이다. 일례로, 태양에서 가장 가까운 별이 프록시마 센타우리인데, 거리가 4.2광년이다.

만약 태양을 탁구공으로 축소한다면, 프록시마 센타우리는 1100km 떨어진 곳의 완두콩이 된다. 이게 어느 정도인가 하면, 드넓은 태평양에 쬐그만 미더덕 몇 개가 떠 있는 형국이다. 별들 사이의 평균 거리가 1600억km임을 감안하면 두 별이 충돌하는 사건은 거의 불가능하다.

그럼에도 불구하고, 두 은하의 중심에 있는 초질량 블랙홀들은 하나로 합쳐질 것이다. '밀코메다'의 중심 부근에서 두 블랙홀이 합쳐지면서 수백만 년에 걸쳐 별들에게 궤도 에너지를 전달해줄 것이다.

시뮬레이션은 이런 충돌 과정에서 지구가 거대 은하 바깥으로 튕겨나가기 전에 밀코메다의 중심부로 끌려들어갈 것을 예측하고 있다. 궁극적으로는 우주의 모든 은하들이 중력으로 뭉쳐져 이 같은 몇 개의 초질량 거대 은하들을 만들 것으로 보인다. 비록 수십억, 수백억 년 이후의 일이기는 하지만.

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