우리 은하가 뒤집혔을까?
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2026-07-27 09:45:38
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- 약 100억 년 전, 우리 은하가 급격한 방향 전환을 겪었을 가능성이 있다
- 은하가 뒤집힌 원인은 우리은하가 이웃은하 가이아-소시지 왜소은하와 격렬하게 충돌
- 충돌은 은하 헤일로에도 흔적을 남겼다
우리 은하는 격동적인 역사를 지니고 있다. 약 130억 년 전 형성된 이후, 우리 은하는 여러 차례 병합과 충돌을 겪었다. 가장 극적인 충돌은 약 100억 년에서 110억 년 전, 우리 은하가 당시 이웃 은하였던 가이아-소시지 엔셀라두스 왜소은하와 충돌했을 때 발생했다. 이 사건으로 이웃 은하는 완전히 산산조각이 났고, 동시에 우리 은하에는 중심부가 형성되었다.
"느린" 헤일로의 미스터리
최근 밝혀진 바에 따르면, 가이아-소시지 은하와의 충돌은 우리 은하에 또 다른 변화를 가져왔을 가능성이 있다. 영국 더럼 대학교의 키릴 바트라코프(Kirill Batrakov) 교수 연구팀은 우리 은하 헤일로의 회전 속도가 매우 느린 이유를 연구하던 중 이 사실을 발견했다. 측정 결과, 가스가 풍부하고 오래된 별들로 가득 찬 우리 은하의 외곽 영역인 헤일로의 순 회전 속도는 초당 10~20km에 불과한 것으로 나타났다. 이는 은하 헤일로로서는 매우 느린 속도다.
"하지만 이처럼 느린 회전 속도의 원인은 오랫동안 미스터리로 남아 있었다"고 연구팀은 설명했다. 이 미스터리를 풀기 위해 연구팀은 오리가(Auriga) 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 우리 은하와 유사한 25개 은하의 수십억 년에 걸친 진화를 재구성했다. 고해상도 오리가 모델은 은하 진화의 우주론적, 물리적 과정을 상세하게 재현할 뿐만 아니라 은하 간의 상호작용까지 보여준다.
정면충돌과 원반 뒤집기
시뮬레이션 결과, 은하의 항성 헤일로가 회전하는 속도는 우연이 아니라는 사실이 밝혀졌다. 천문학자들은 항성 헤일로의 회전 속도가 특히 느린 은하들이 두 가지 공통점을 가지고 있다는 것을 발견했다. 하나는 과거에 이웃 은하와 정면 충돌을 겪었다는 것이고, 다른 하나는 원반이 뒤집혔다는 것이다. 바트라코프와 그의 동료들은 "이러한 원반 뒤집기 사건에서 항성 원반은 회전축을 90도 이상 바꿨다"고 설명했다.
천문학자들은 우리 은하 또한 이러한 뒤집힘을 겪었을 것으로 추측한다. 바트라코프는 "우리 은하는 가이아-소시지 은하와 격렬한 정면충돌을 겪었다는 것을 이미 알고 있다"며, "우리 은하의 항성 원반이 원래 방향에서 벗어났을 가능성이 있다"고 말했다. 따라서 우리 은하인 은하계는 가이아-소시지와의 충돌 이전에는 지금과 모습이 달랐을 뿐만 아니라, 항성 원반의 방향 또한 우주 공간에서 달랐을 가능성이 있다. 이 천문학자들은 우리 은하 역시 이러한 원반 뒤집힘 현상을 겪었을 것으로 추측한다. 그렇다면 이러한 현상이 위성 은하들의 궤도도 설명할 수 있을까?
만약 우리 은하 원반의 뒤집힘 현상이 확인된다면, 은하 헤일로의 비정상적으로 느린 회전 속도에 대한 의문이 풀릴 것이다. 또한 우리 은하를 공전하는 작은 왜소 은하인 위성 은하들에 대한 해답도 제시한다. 이들 중 상당수는 우리 은하 원반의 평면에서 공전하지 않고, 기울어진 궤도를 가지고 있다. 어떤 경우에는 이러한 궤도가 원형보다는 타원형에 가깝다. 천문학자들의 보고에 따르면, 시뮬레이션 결과 이러한 특징은 원반 뒤집힘 현상을 겪은 은하에서 특히 자주 나타났다.
"우리 은하 원반이 뒤집혔을 가능성을 발견한 것은 은하 역사에 새로운 장을 열어준다"고 바트라코프는 말했다. 이는 우리 은하의 다른 특징들과 그 역사에 대한 우리의 관점에도 변화를 가져올 수 있다. 천문학자는 "은하 진화라는 더 넓은 맥락에서 우리 은하를 고찰할 때 이 점을 고려해야 한다"고 덧붙였다.
출처: Kirill Batrakov (Durham University, UK) et al., Royal Astronomical Society - National Astronomy Meeting 2026, abstract
- 약 100억 년 전, 우리 은하가 급격한 방향 전환을 겪었을 가능성이 있다
- 은하가 뒤집힌 원인은 우리은하가 이웃은하 가이아-소시지 왜소은하와 격렬하게 충돌
- 충돌은 은하 헤일로에도 흔적을 남겼다
우리 은하가 뒤집혔을까?
약 100억 년 전, 우리 은하가 급격한 방향 전환을 겪었을 가능성이 있다. 새로운 모델에 따르면, 은하 전체가 90도 이상 기울어졌을 수 있다는 것이다. 이 모델에 따르면, 은하가 뒤집힌 원인은 우리 은하가 이웃 은하인 가이아-소시지 왜소은하와 격렬하게 충돌했기 때문이다. 이 충돌은 은하 헤일로에도 흔적을 남겼다.
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| ▲ 약 100억 년 전, 우리 은하가 왜소은하 가이아-소시지-엔셀라두스와 충돌했습니다. 이 충돌로 우리 은하가 뒤집혔을까? · 사진: © ESA/ Koppelman, Villalobos and Helmi; NASA/ESA/Hubble (은하 이미지) / CC-by-sa 3.0 IGO |
우리 은하는 격동적인 역사를 지니고 있다. 약 130억 년 전 형성된 이후, 우리 은하는 여러 차례 병합과 충돌을 겪었다. 가장 극적인 충돌은 약 100억 년에서 110억 년 전, 우리 은하가 당시 이웃 은하였던 가이아-소시지 엔셀라두스 왜소은하와 충돌했을 때 발생했다. 이 사건으로 이웃 은하는 완전히 산산조각이 났고, 동시에 우리 은하에는 중심부가 형성되었다.
"느린" 헤일로의 미스터리
최근 밝혀진 바에 따르면, 가이아-소시지 은하와의 충돌은 우리 은하에 또 다른 변화를 가져왔을 가능성이 있다. 영국 더럼 대학교의 키릴 바트라코프(Kirill Batrakov) 교수 연구팀은 우리 은하 헤일로의 회전 속도가 매우 느린 이유를 연구하던 중 이 사실을 발견했다. 측정 결과, 가스가 풍부하고 오래된 별들로 가득 찬 우리 은하의 외곽 영역인 헤일로의 순 회전 속도는 초당 10~20km에 불과한 것으로 나타났다. 이는 은하 헤일로로서는 매우 느린 속도다.
"하지만 이처럼 느린 회전 속도의 원인은 오랫동안 미스터리로 남아 있었다"고 연구팀은 설명했다. 이 미스터리를 풀기 위해 연구팀은 오리가(Auriga) 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 우리 은하와 유사한 25개 은하의 수십억 년에 걸친 진화를 재구성했다. 고해상도 오리가 모델은 은하 진화의 우주론적, 물리적 과정을 상세하게 재현할 뿐만 아니라 은하 간의 상호작용까지 보여준다.
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| ▲ 오리가 시뮬레이션에서 우리 은하와 유사한 은하의 진화 과정. 충돌 후 은하 원반이 기울어진다. — © Auriga Project |
정면충돌과 원반 뒤집기
시뮬레이션 결과, 은하의 항성 헤일로가 회전하는 속도는 우연이 아니라는 사실이 밝혀졌다. 천문학자들은 항성 헤일로의 회전 속도가 특히 느린 은하들이 두 가지 공통점을 가지고 있다는 것을 발견했다. 하나는 과거에 이웃 은하와 정면 충돌을 겪었다는 것이고, 다른 하나는 원반이 뒤집혔다는 것이다. 바트라코프와 그의 동료들은 "이러한 원반 뒤집기 사건에서 항성 원반은 회전축을 90도 이상 바꿨다"고 설명했다.
천문학자들은 우리 은하 또한 이러한 뒤집힘을 겪었을 것으로 추측한다. 바트라코프는 "우리 은하는 가이아-소시지 은하와 격렬한 정면충돌을 겪었다는 것을 이미 알고 있다"며, "우리 은하의 항성 원반이 원래 방향에서 벗어났을 가능성이 있다"고 말했다. 따라서 우리 은하인 은하계는 가이아-소시지와의 충돌 이전에는 지금과 모습이 달랐을 뿐만 아니라, 항성 원반의 방향 또한 우주 공간에서 달랐을 가능성이 있다. 이 천문학자들은 우리 은하 역시 이러한 원반 뒤집힘 현상을 겪었을 것으로 추측한다. 그렇다면 이러한 현상이 위성 은하들의 궤도도 설명할 수 있을까?
만약 우리 은하 원반의 뒤집힘 현상이 확인된다면, 은하 헤일로의 비정상적으로 느린 회전 속도에 대한 의문이 풀릴 것이다. 또한 우리 은하를 공전하는 작은 왜소 은하인 위성 은하들에 대한 해답도 제시한다. 이들 중 상당수는 우리 은하 원반의 평면에서 공전하지 않고, 기울어진 궤도를 가지고 있다. 어떤 경우에는 이러한 궤도가 원형보다는 타원형에 가깝다. 천문학자들의 보고에 따르면, 시뮬레이션 결과 이러한 특징은 원반 뒤집힘 현상을 겪은 은하에서 특히 자주 나타났다.
"우리 은하 원반이 뒤집혔을 가능성을 발견한 것은 은하 역사에 새로운 장을 열어준다"고 바트라코프는 말했다. 이는 우리 은하의 다른 특징들과 그 역사에 대한 우리의 관점에도 변화를 가져올 수 있다. 천문학자는 "은하 진화라는 더 넓은 맥락에서 우리 은하를 고찰할 때 이 점을 고려해야 한다"고 덧붙였다.
출처: Kirill Batrakov (Durham University, UK) et al., Royal Astronomical Society - National Astronomy Meeting 2026, abstract
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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