천문연, 40억년 전 은하 간 상호작용 최초 규명

3차원 분광 관측 자료 통해 분석
향후 은하 진화 과정 규명에 단서

은하의 회전과 이웃 은하 운동의 상관관계 분석 결과 요약.

한국천문연구원 연구진이 3차원 분광 관측 자료 분석을 통해 우리은하의 회전 방향이 이웃 은하의 평균적인 운동 방향과 뚜렷한 상관성을 보인다는 사실을 밝혀냈다. 은하 사이의 상호작용이 은하의 회전에 직접적 영향을 미친다는 관측 증거가 최초로 발견된 것이다.

연구원에 따르면 은하 사이의 운동과 관련된 상관성은 최대 260만 광년 떨어진 이웃 은하들에서도 발견됐다. 은하가 1억년에 6만 광년을 이동한다고 할 때, 40여 억년 전 다른 은하와 주고받은 상호작용을 회전이라는 운동학적 성질로 드러내는 셈이다.

연구진은 우선 3차원 분광 관측 자료를 통해 정확한 회전 방향을 측정할 수 있는 400여 개 은하들을 분석했다. 3차원 분광 관측은 은하의 스펙트럼을 공간감으로 분석 가능하게 해주는 최신 관측 기법이다. 이후 3차원 분광 관측을 통해 분석된 은하들의 회전축을 나란히 정렬해 주변에 있는 이웃 은하들의 운동방향 분포를 모두 겹치게 하는 과정을 거쳤다. 그 결과 은하의 회전 방향이 이웃 은하의 평균적 운동 방향과 뚜렷한 상관성을 보인다는 사실을 알아냈다.

대표적인 충돌 은하인 부자은하, M51의 모습.

은하 사이의 상호작용은 회전과 같은 운동성 이외에도 많은 흔적을 남기지만, 물체가 회전하는 정도를 나타내는 각운동량은 본질적으로 보존되는 물리량이다. 한 번 형성된 각운동량은 외부 영향이 추가로 발생하기 전까지 아무리 긴 시간이 흘러도 그대로 유지된다. 이 점 때문에 은하의 운동학적 특성을 이해하고 기원을 추적하는 것이 은하의 진화 과정을 규명하는 주요 단서가 된다.

이번 연구 결과는 천문학 분야 최상위급 학술지인 미국 천체물리학 저널 2월 10일자에 실렸다. 연구에 바탕이 된 관측 자료는 독일·스페인이 공동 운영하는 칼라 알토 천문대에서 공개하는 칼리파 데이터다. 연구진은 은하에 대한 운동학적 연구를 더욱 확장하기 위해 호주 천문대에서 진행되는 '헥터' 프로젝트 참여를 추진 중이다.

이준협 천문연 광학천문본부 박사는 "은하의 회전축과 회전 방향을 결정하는 요인에 관한 연구는 최근에야 주목받고 있는 연구 주제"라며 "은하의 회전 방향이 이웃 은하의 운동 방향에 영향을 받을 수 있다는 점에 착안해 새로운 연구 성과를 내놓을 수 있었다"고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@