대표적인 충돌 은하인 부자은하, M51의 모습한국천문연구원 제공

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은하계를 비롯한 우주도 생물체처럼 ‘진화’한다. 그런데 나 홀로 진화하는 것이 아니라 이웃한 다른 은하들과 조화를 이루며 성장해나간다는 사실을 국내 연구진이 처음 발견했다.

한국천문연구원 광학천문본부 연구진은 독일과 스페인이 공동운영하는 칼라알토 천문대에서 제공하는 3차원 분광탐사관측 자료인 ‘칼리파’를 분석한 결과 은하의 회전방향이 이웃 은하의 평균 운동방향과 뚜렷한 상관성을 보인다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 최신호(2월 10일자)에 실렸다.

연구팀이 활용한 3차원 분광관측은 천체에서 나오는 빛의 스펙트럼을 관측해 구성성분을 조사하는 방법으로 기존 분광관측은 하나의 점에서 빛을 받았던데 반해 이 방법은 특정 2차원 면에서 빛을 얻고 파장을 공간적으로 잘게 쪼개 분석할 수 있게 해주는 최신 관측기법이다.

연구팀은 이 방법으로 400여 개의 은하를 대상으로 분석한 뒤 은하 회전축을 나란히 정렬해 주변 이웃 은해들의 은동방향 분포와 겹쳐 봤다. 그 결과 은하의 회전 방향이 이웃 은하의 평균적 운동방향과 밀접한 관계를 갖고 있으며 이런 상관성은 260만 광년 떨어진 이웃 은하들에서도 발견됐다. 은하가 1억 년에 6만 광년 정도를 이동한다고 추정할 때 약 40억년 전에 다른 은하를 만난 기억을 회전이라는 운동학적 성질로 간직하고 있다는 것이다.

은하들간 상호작용은 회전 같은 운동성 이외에도 별들의 나이 분포, 은하의 전체적인 형태 변화에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 은하의 형태는 상호작용 직후에는 복잡해지지만 시간이 흐르면 더 무디고 단순한 모양으로 변하게 된다는 것이다.

연구진은 이번에 발견한 은하간 운동학적 특성 교류와 기원을 추적하는 것은 은하 진화를 추적하는 중요한 단서가 된다고 설명했다.

연구를 주도한 천문연구원 이준협 광학천문본부 박사는 “지금까지는 은하가 다양한 환경에 따라 얼마나 빠르게 회전하는지에 초점을 맞춘 연구들이 많았는데 이번 연구처럼 은하의 운동학적 차원에서의 분석은 은하의 진화와 우주의 기원을 알아내는데 초석이 될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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