남반구를 수놓는 마젤란은하의 수수께끼 풀

[표지로 읽는 과학] 었다

2020.09.12 06:00

 

네이처 제공.

마젤란운은 우리은하에서 가장 가까이에 있는 은하다. 마젤란은하로 알려진 마젤란운은 대마젤란운과 소마젤란운이라는 2개의 은하계로 구성된다. 우리은하와 가장 가까운 곳에 있다는 이유로 위성은하로도 불린다.

 

남반구 밤하늘에서 장관을 이루는 마젤란운은 ‘마젤란 계류(Magellanic Stream)’라는 거대한 중성 수소가스 구름에 뒤덮여 있다. 마젤란 계류는 대마젤란운과 소마젤란운에서 떨어져 나온 가스로 구성된 것으로 알려져 있다.

 

마젤란운을 뒤덮고 있는 마젤란 계류는 수십억년 전 대마젤란운과 소마젤란운이 우리은하와 가까워지고 주변을 돌기 시작하면서 생기는 은하간 힘에 의해 마젤란운에서 떨어져나온 가스로 이뤄진 것으로 설명됐다. 하지만 지금까지 마젤란 계류가 어떻게 형성되는지를 완벽하게 설명해주는 시뮬레이션 연구 결과는 없었다.

 

이번주 네이처는 마젤란 계류의 형성 기원을 잠재적으로 해결할 수 있는 시뮬레이션 모델을 제시한 미국 매디슨 위스콘신대 물리학과 연구진의 연구결과를 표지에 담았다. 표지에 보이는 이미지는 대마젤란운과 소마젤란운이 가스로 뒤덮였을 때 육안으로도 지구 남반구 하늘에 나타나는 모습이다.

 

엘레나 돈기아 매디슨 위스콘신대 연구원은 마젤란운을 뒤덮고 있는 가스인 ‘헤일로’가 마젤란 계류를 형성하는 역할을 했다는 연구결과를 제시하며 마젤란 계류의 정확한 형성 메커니즘을 시뮬레이션하는 데 성공하고 네이처에 논문을 게재했다.

 

연구진은 마젤란운을 둘러싼 가스구름의 유체역학 시뮬레이션을 통해 마젤란운이 우리은하의 영향을 받으면서 마젤란운을 감싸고 있던 이온화된 중성가스 일부가 펼쳐지며 마젤란 계류를 형성하게 됐다는 사실을 밝혔다. 마젤란운이 우리은하 주변을 돌게 된 뒤 마젤란운의 가스인 헤일로의 5분의 1이 떨어져 나가면서 마젤란 계류가 형성되고 우리은하의 중력 영향을 받으면 길게 펼쳐지는 모양으로 형성됐다는 것이다.

 

연구진은 “이번 연구는 그동안 명확히 규명되지 못한 마젤란 계류의 형성 메커니즘을 설명한 것”이라며 “마젤란 계류가 길게 펼쳐진 과정과 마젤란은하에서 별이 보이지 않는 이유 등을 기존 연구보다 더 명확하게 밝힌 것”이라고 설명했다.

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김민수 기자reborn@donga.com