두 은하의 대충돌이 만든 ‘우주 구름다리’

<span style="color: #333333;">곽노필의 미래창</span>
4억6500만광년 거리의 Arp107 은하
제임스웹우주망원경, 1000일 기념 사진 공개

제임스웹우주망원경이 촬영한 Arp107 은하. 지구에서 4억6500만광년 떨어진 거리에서 상호작용하는 두 은하로 이뤄져 있다. 우주망원경과학연구소 제공

충돌 후 상호작용하는 두 은하로 구성된 Arp107 은하를 제임스웹우주망원경(JWST)이 촬영한 적외선 고해상도 사진이 공개됐다.

지구에서 4억6500만광년 떨어진 거리에 있는 두 은하를 합친 영역의 크기는 40만광년이다. 중적외선 기기와 근적외선 카메라가 촬영한 것을 합친 사진으로 오른쪽 은하는 나선은하, 왼쪽 은하는 타원은하다. 나선은하의 질량이 타원은하 질량의 6배다.

수억년 전 두 은하가 충돌하면서 두 은하가 각기 끌어당긴 가스와 먼지가 설화 속의 오작교처럼 흰색의 투명한 우주 구름다리를 만들었다.

두 은하의 흰색 영역은 오래된 별이고, 나선은하의 주황색과 빨간색은 별 형성 영역과 다환방향족 탄화수소로 알려진 그을음류의 유기분자로 구성된 먼지다. 나선은하의 중심이 유난히 밝게 빛나고 있는데 이는 초대질량 블랙홀 때문이다. 블랙홀 주변의 물질이 안쪽으로 빨려들어가는 과정에서 가열돼 엄청난 양의 에너지를 방출하면서 밝은 빛을 내고 있다.

제임스웹우주망원경 관측 프로그램을 주관하고 있는 우주망원경과학연구소(STSCi)는 은하간 충돌은 별 형성을 촉진할 수도, 방해할 수도 있다고 밝혔다. 가스를 압축해 별이 형성되는 데 필요한 조건을 더 많이 갖출 수도 있고, 가스를 분산시켜 별이 만들어지는 데 필요한 물질을 날려버릴 수도 있다는 것이다.

연구소에 따르면 두 은하의 합병은 수억년이 걸리는 긴 과정이다. 사진에 포착된 장면은 충돌의 초기 단계다.

미 항공우주국이 제임스웹우주망원경 발사 1000일 기념으로 소셜미디어에 올린 사진. 왼쪽 위부터 시계방향으로 제임스웹우주망원경을 묘사한 그림, 300만광년 거리의 울프-룬드마크-멜로테 은하, 목성, Arp107 은하, 2500광년 거리의 남쪽고리성운, 중력렌즈 효과로 빛이 휘어진 은하 MRG-M0138. 미 항공우주국 제공

‘우주 1000일’ 맞은 제임스웹우주망원경

2021년 12월25일 발사된 제임스웹우주망원경은 지난 21일 우주 1000일을 맞았다. 이날 미 항공우주국(나사)은 소셜미디어에 이를 기념하는 합성 사진을 게시했다. 사진에는 지구에서 150만km 떨어진 우주 공간에서 관측 활동을 하고 있는 제임스웹우주망원경을 묘사한 그림과 함께 300만광년 거리의 은하, 목성, Arp107 은하, 2500광년 거리의 성운, 중력렌즈 효과로 빛이 휘어진 은하가 포함돼 있다.

나사가 10억달러를 들여 제작한 제임스웹우주망원경은 반사경 지름이 6.5m로 허블우주망원경의 2.7배인 망원경이다. 허블보다 빛을 6.25배 더 많이 모으고 시야각은 15배 이상 넓다. 주로 가시광선으로 관측하는 허블과 달리 제임스웹은 적외선만으로 관측한다.

제임스웹의 애초 설계 수명은 5~10년이다. 하지만 발사 후 궤도 조정이 예상보다 잘 이뤄져 연료 여유분이 생겼다. 나사는 적어도 10년, 최대 20년까지 작동할 수 있을 것으로 내다보고 있다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr