이미지 크게보기 나선은하 M51a가 주변의 위성은하 M51b를 흡수하는 과정을 나타내는 이미지로 LMC가 우리은하에 충돌해 합병되는 과정도 이와 비슷할 것으로 예상되고 있다. [NASA, ESA, S. 벡위드(STSci), 허블 헤리티지 팀 제공]

LMC 합병 과정서 더 작은 위성은하 중력으로 뺏어

우리은하 주변에는 약 50개의 작은 위성 은하가 지구의 달처럼 돌고 있는데 이 중 일부는 우리은하에 흡수되고 있는 왜소은하인 ‘대마젤란은하(LMC)’에서 뺏어 온 것으로 나타났다.

미국 리버사이드 캘리포니아대학(UC 리버사이드)에 따르면 이 대학 물리·천문학 부교수 로러 세일즈 박사가 이끄는 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 가이아 위성이 수집한 인근 은하들의 이동 자료와 첨단 유체역학 시뮬레이션을 통해 이런 결론을 얻었다고 영국왕립천문학회 월보(MNRAS) 최신호에 밝혔다.

연구팀은 가이아 위성이 관측한 은하 위치 정보와 LMC가 끌고 다니는 암흑물질 등의 속도 등을 예측해 극도로 희미한 왜소은하 4개 이상과, 전형적인 왜소은하인 용골자리(Carina)와 화로자리(Fornax) 은하 등이 과거에 LMC 주변을 돌던 LMC의 위성 은하였던 것을 밝혀냈다.

이 왜소은하들은 우리은하와 LMC의 합병이 진행되면서 중력에 붙잡혀 우리은하의 위성 은하로 끌려오게 된 것으로 나타났다.

이번 연구결과는 작고 희미한 왜소은하 주변에 더 작고 더 희미한 왜소은하가 존재한다는 우주모델을 입증하는 것으로, 희미한 은하와 더 희미한 은하 간의 관계를 처음으로 보여준 것으로 평가되고 있다.

왜소은하는 수천개에서 수십억개의 별을 가진 작은 은하로, 큰 은하의 위성 은하가 되거나 독립된 은하로 존재할 수 있다.

지구에서 약 16만3천 광년 떨어진 곳에 있는 LMC는 독립된 은하로 존재하다가 우리은하의 중력에 붙잡혀 위성 은하가 됐으며, 그 이전에는 소마젤란은하(SMC)를 비롯해 적어도 7개의 위성 은하를 갖고 있었던 것으로 추정되고 있다.

연구팀의 컴퓨터 시뮬레이션에서 LMC나 이와 비슷한 왜소은하는 수많은 더 작은 왜소은하를 위성은하로 거느리는데, 이 중 상당수는 별은 없고 암흑물질만 가진 것으로 나타났다. 특히 LMC는 지금까지 천문학자들이 추정해온 것보다 더 많은 작은 은하를 갖고 있고 상당수는 별이 없을 수도 있는 것으로 지적됐다.

논문 제1저자인 대학원생 이선 얀은 “작은 왜소은하가 많다는 것은 LMC의 암흑물질이 상당히 많다는 것을 시사하는 것으로 우리은하가 LMC를 상대로 사상 최대의 합병을 진행하고 있음을 의미하는 것”이라고 설명했다.

이번 연구결과는 LMC의 총질량과 우리은하의 형성에 중요한 의미를 갖는 것으로 연구팀은 평가했다.

세일즈 부교수는 “LMC가 최근까지도 다른 왜소은하들과 함께 있었다면 이는 우리은하의 위성 은하 구성이 10억년 전에는 지금과 상당히 달랐다는 점을 의미하며 극히 희미한 은하의 형성과 진화에 관한 이해에 영향을 주는 것”이라고 설명했다.

<연합뉴스>

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