[이광식의 천문학+] '10만 광년' 우리은하의 크기를 실감할 수 있는 방법

[서울신문 나우뉴스]

위에서 본 우리은하의 모습 상상도. 막대나선은하에 속하는 미리내 은하는 지름이 약 10만 광년에 달한다.(출처=NASA)

우리 태양계가 속해 있는 은하를 흔히 ‘은하계’ 또는 ‘우리은하’라 부른다. 영어로는 ‘밀키웨이 갤럭시’(Milky Way Galaxy)라 하지만, 우리말로는 ‘미리내’라고 한다.

은하수라는 말은 지구에서 보이는 우리은하의 부분으로, 천구를 가로지르는 밝은 띠를 일컫는 말이다. 이 밝은 띠의 정체를 안 것도 그리 오래되지 않는 일이다. 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 은하수를 처음 관측하고는, 그것이 제우스의 아내 헤라 여신이 뿌려놓은 ‘젖의 길’이 아니라 무수히 많은 별들의 집합체라는 사실을 최초로 인류에게 보고했다.

천구상에서 은하면은 북쪽으로 카시오페이아자리까지, 남쪽으로 남십자까지 이른다. 은하가 천구를 거의 똑같이 나누고 있다는 사실은 곧 태양계가 은하면에서 그리 멀리 떨어져 있지 않다는 것을 뜻한다.

약 4000억 개의 항성을 보유한 우리은하의 지름은 약 10만 광년으로, 중심핵은 지름이 약 1만 광년, 전체 디스크의 두께는 약 1만 2000광년이다. 우리가 사는 태양계는 은하 중심에서 약 2만8000광년 떨어진 거리에서 오리온팔 안에 있는데, 은하 전체에서 보면 중심과 가장자리의 중간쯤에 위치하고 있는 셈이다.

태양은 초당 220㎞ 속도로 은하 중심을 공전하고 있는데, 주기는 약 2억5000만 년이다. 이처럼 은하 중심을 1회 도는 시간을 ‘은하년’이라고 한다. 현재 약 20은하년이 지난 셈인데, 앞으로 약 20은하년 뒤면 태양은 종말을 맞게 된다.

우리은하에서 태양계의 위치. 중심에서 2만8000광년 떨어진 거리에 있다.

지구가 바둑돌만 하다면 우리은하 지름은 15억㎞

우리은하의 크기를 체감해보려면 일단 우리 감각으로 느낄 수 있을 만큼 축소해보는 게 좋다. 지름 1만2700㎞인 지구를 지름 2㎝인 바둑돌이라 친다면(약 6억 배 축소), 태양은 지름 2m가 넘는 트레일러 바퀴만 하고, 마지막 행성인 해왕성까지 거리는 7㎞가 된다.

2단계로, 태양에서 가장 가까운 별인 4.2광년 거리의 프록시마 센타우리는 약 6만3000㎞를 찍는다. 3단계로, 괴물 블랙홀이 똬리를 틀고 있는 2만8000광년 거리의 은하 중심은 4억2000만㎞를 찍는다.

초속 17km로 40년을 날아가 태양계를 벗어난 보이저 1호. 보이저가 우리은하 지름을 가로지르려면 무려 18억 년을 날아가야 한다.

마지막으로, 은하 지름 10만 광년은 15억㎞를 찍게 된다. 지구-태양 간 거리의 10배다. 지구를 2㎝ 바둑알로 줄였을 때도 이런 수치가 나오니, 우리은하의 크기가 얼마나 무지막지한가를 알 수 있을 것이다.

보이저 1호가 초속 17㎞의 속도로 40년을 날아가 태양계를 벗어난 지가 얼마 안된다. 만약 보이저가 이 속도로 우리은하의 지름을 가로지른다면 얼마만한 시간이 걸릴까? 무려 18억 년을 날아가야 한다. 이는 우주 나이 138억 년의 1/10이 넘는 장구한 시간이다. 이것이 바로 우리은하의 크기다. 하지만 이런 은하도 대우주 속에서는 조약돌 하나밖엔 안된다는 사실을 잊어서는 안된다.　

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

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