The appearance of the universe is much greater.

The appearance of the universe is much greater.

안녕하세요? 오늘은 우리가 볼 수 없는 우주의 모습에 대해 이야기해보겠습니다. 우리가 볼 수 있는 우주는 극히 일부에 불과하며 볼 수 없는 우주의 모습은 훨씬 더 방대합니다. 우리가 우주의 모든 걸 볼 수 없는 이유는 우주의 수명이 유한하기 때문입니다. 또한 빛이 먼 곳에서부터 우리에게로 도달할 시간이 부족하기 때문입니다. 그러니까 우주의 끝이 정말로 있다기보다는 빛이 미처 도달하지 못해 우리로서는 전혀 알 수 없는 미지의 영역이 어딘가에 있다는 것입니다.

image credit - NASA

우리 은하와 충돌한 은하들

이러한 문제를 더 잘 이해하려면 큰 차원을 뛰어넘어야 합니다. 이를테면 빛이 우리에게 도달하는 시간을 헤아려야 합니다. 먼저 태양 빛이 우리에게 도달하는 시간은 8분입니다. 멀리 떨어진 목성과 토성의 빛은 많은 시간이 걸린 후에야 지구에 도달합니다. 태양 다음으로 지구와 가까운 항성의 빛이 우리에게 도달하는 시간은 4년으로 늘어납니다. 은하 중심에서부터는 3만 년이 걸립니다. 그다음 은하의 빛은 17만 년, 그다음 대형 은하의 빛은 100만 년 후에야 우리에게 도달합니다. 우리는 빛이 도달하는 한 우주를 계속 탐험할 수 있는데, 어느 지점을 넘어서면 빛의 도달 시간이 우주의 수명보다 길어져서 빛이 우리에게 절대 도달하지 못하는 순간이 옵니다. 유럽 우주국 웹사이트에 은하 충돌이 태양계 형성을 유발했을 수 있다는 내용의 기사가 실렸습니다. 태양과 태양계, 그리고 지구상 생물체의 탄생이 우리 은하와 궁수자리 은하의 충돌로 시작되었다는 주장을 다룬 것으로 알고 있습니다. 나는 이 가설에 관해 자세한 설명을 듣고 싶습니다. 현재 우주에는 Gaia라는 위성이 열심히 일하고 있습니다. 날마다 보고서 세 편 분량의 정보를 보내오고 있어서 그걸 받아보는 천문학자들은 그 정보들을 모두 받아들이기 힘듭니다. Gaia는 은하계 역사에 관해 우리에게 아주 많은 것을 알려줍니다. 특히 다른 은하와의 충돌에서 비롯된 우리 은하의 탄생 과정을 짐작하는 데 큰 도움을 주었습니다. 현재 밝혀진 대형 충돌은 약 100억 년 전 발생한 사건으로 태양의 역사보다 두 배나 오래되었고, 궁수자리 은하와의 충돌보다도 먼저 일어났습니다. 커다란 은하가 우리 은하로 돌진해 우리 은하의 원반을 통째로 뒤흔들었고 그 안의 별들을 요동치게 하였습니다. 그다음으로 우리 은하와 충돌한 것이 바로 궁수자리 은하입니다. 은하 중심이 궁수자리 방향에서 관측되어 이러한 이름이 붙었습니다. Gaia가 보내온 정보를 토대로 천문학자들은 더 큰 포물선을 그리며 우리 은하 주위를 도는 궁수자리 은하의 역사를 좀 더 자세히 알게 되었습니다. 궁수자리 은하는 궤도를 돌다가 가끔 우리 은하에 뛰어드는데, 그럴 때마다 우리 은하에 변화가 생기고 새로운 별이 형성되었습니다.

image credit - 정남진 천문과학관 홈페이지

Gaia는 별의 역사 연구에 많은 기여를 하였습니다.

Gaia는 별 형성의 총량을 측정하여 시간을 가늠했고 그 결과 별 형성 역사에서 두드러지는 시기들을 밝혀냈습니다. 유독 별이 많거나 적게 형성되는 때가 있는데 그 중 별이 집중적으로 형성된 시기들은 모두 궁수자리 은하의 공전과 직접적인 연관이 있습니다. 궁수자리 은하가 우리 은하와 충돌할 때마다 별 형성이 대규모로 발생하였습니다. 궁수자리 은하는 지금도 우리 은하 주위를 돌고 있는데, 그 공전이 처음 확인된 건 지금으로부터 약 57억 년 전입니다. 아마 그때 처음으로 궁수자리 은하와 우리 은하가 충돌했을 것입니다. 그런데 그 시점은 태양계의 탄생 시점과도 정확히 일치합니다. 일대일로 대응되는 증거가 아직은 없기 때문에 궁수자리 은하가 태양계의 탄생을 촉발했다고 단언할 수는 없으나 확률이 상당히 높은 것은 사실입니다. 은하 간 충돌이 별을 만들게 한다는 사실을 고려하면 은하 충돌이 태양계 탄생에 영향을 주었을 가능성은 매우 높습니다. 한 인터뷰에서 당신은 우리가 배우는 모든 것이 기본적으로 우리 은하의 역사라고 말한 적이 있습니다. 당신은 마치 우주 고고학자처럼 수십억 년 세월의 역사를 파헤치고 있습니다. 지금껏 우주 역사에 관해 많은 것을 밝혀낸 만큼 아직 밝혀지지 않은 과거를 어느 정도 추측할 수도 있을 것이다. 그렇다면 우리 은하의 미래를 예측할 수도 있을까?

image credit & Copyright: Adam Block and Tim Puckett

은하의 과거와 미래는 다른 은하와의 충돌과 관련이 있습니다.

은하의 역사는 다른 은하와의 충돌과 관련이 깊습니다. 은하는 다른 은하와 충돌할 때마다 변화하고 진화합니다. 그렇게 성장하고 변화하는 것입니다. 미래에 굉장한 사건이 하나 일어날 것이지만 50억 년은 더 기다려야 합니다. 그쯤 되면 지금의 태양과 지구는 수명을 다한 후일 것입니다. 그 사건은 바로 우리 은하와 안드로메다 성운의 충돌입니다. 안드로메다 성운은 그 자체로 아주 매력적인 은하입니다. 지구 북반구에 가면 안드로메다 자리에 있는 그 은하를 육안으로나 망원경으로 관측할 수도 있습니다. 우리 은하와 안드로메다는 지금도 계속 가까워지고 있습니다. 다른 은하들은 시간이 지날수록 서로 멀어지는 반면, 우리 은하와 안드로메다의 거리는 점점 더 줄어들고 있습니다. 그동안 가이아가 두 은하의 움직임을 정확히 포착해 왔습니다. 삼각형자리 은하도 두 은하 주위에서 움직이고 있으나 가이아가 세 은하의 움직임을 동시에 추적한 결과, 삼각형자리 은하가 나머지 두 은하와 충돌할 가능성은 없는 것으로 확인되었습니다. 그 덕에 안드로메다 성운과 우리 은하가 하나로 합쳐질 가능성은 더욱 커졌고, 그 시점을 정확히 예측할 수도 있게 되었습니다. 오늘은 은하의 충돌에 대해 이야기해 보았습니다. 다음에 또 좋은 글로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.