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- 우리 은하의 후광은 우주까지 백만 광년 이상 뻗어 있다.
- 밝기 변화의 속도는 별의 광도 및 크기와 직접적으로 연결
- 우리 은하의 조밀한 별 원반은 약 10만 광년에 불과
- "우리 은하와 안드로메다는 둘 다 너무 커서 그들 사이에 공간이 거의 없다"
- 은하수와 안드로메다는 약 250만 광년 거리. 거의 40억 년 후에 충돌하고 합쳐질 것

은하수의 가장 바깥쪽 별 감지
우리 은하의 후광은 우주까지 백만 광년 이상 뻗어 있다.

은하수는 거의 안드로메다 은하의 가장자리까지 뻗어 있다. 천문학자들이 알아낸 것처럼 우리 은하 헤일로의 가장 바깥쪽 별들은 우리로부터 백만 광년 이상 떨어져 있기 때문이다. 이러한 거리 측정은 은하수의 범위를 정확히 가리키고 헤일로가 보이는 별 원반보다 우주로 훨씬 더 멀리 확장되어 있음을 확인한다. 안드로메다 은하와 은하수의 외막에 닿을 수도 있다. 

▲ 은하수의 바깥쪽 헤일로는 우주로 백만 광년 이상 뻗어 있다고 천문학자들은 결정했다. © NASA/ESA 및 A. Feild(STScI)

은하수와 가장 가까운 이웃인 안드로메다 은하는 은하 자매다. 둘 다 비슷한 크기와 질량을 가진 나선은하이며 함께 우주에서 우리 국부 은하단의 가장 큰 구성원이다. 은하수와 안드로메다는 여전히 약 250만 광년 떨어져 있지만 천문학적 계산에 따르면 거의 40억 년 후에 충돌하고 합쳐질 것이라고 한다.

그러나 두 은하는 이미 밀접하게 접촉하고 있다. 이르면 2020년에 천문학자들은 안드로메다 은하의 헤일로에 있는 이온화된 가스가 이전에 가정했던 것보다 우주로 더 멀리 뻗어 있다고 판단했다. 우리 이웃 은하의 후광은 이미 우리 은하의 후광에 닿을 수 있다고 가정한다.

거리 측정기로 맥동하는 별

이제 은하수의 헤일로가 오랫동안 생각했던 것보다 더 멀리 확장되어 있음이 밝혀졌다. 연구를 위해 Santa Barbara에 있는 University of California의 Yuting Feng이 이끄는 천문학자들은 하와이에 있는 Canada-France-Hawaii 망원경으로 하늘 조사 데이터를 평가하고 특히 소위 RR Lyrae 별을 찾고 있었다. RR 거문고자리 별의 특징은 이 오래된 거성들이 규칙적인 속도로 점점 더 밝아지고 어두워진다는 것이다.

Feng의 동료인 Raja Guha Thakurta는 "그들의 밝기 변동은 약간 EKG와 비슷하다. 어떤 의미에서는 우리 은하의 맥박이다"고 말했다. 이러한 밝기 변화의 속도는 별의 광도 및 크기와 직접적으로 연결된다. 이를 통해 천문학자들은 특히 정확하게 은하수 외곽에 있는 약 200개의 별들의 거리를 결정할 수 있었다. Feng은 "우리는 이 변광성들을 헤일로에서 신뢰할 수 있는 거리 표시로 사용할 수 있었다"고 말했다.

▲ Andromeda Galaxy는 은하수와 매우 유사하며 약 250만 광년 떨어져 있다. © Giuseppe Donatiello/ 퍼블릭 도메인

은하수의 바깥 가장자리를 확인했다.

분석 결과:
은하수 헤일로에 있는 일부 RR Lyrae 별은 우리로부터 백만 광년 이상 떨어져 있다. 이것은 지금까지 측정된 우리 은하계에서 가장 바깥에 있고 가장 먼 별이 되었다. 비교하자면, 우리 은하의 조밀한 별 원반은 약 10만 광년에 불과하다. "멀리 떨어진 RR Lyrae 별은 우리 은하의 크기와 질량에 대한 현재 모델을 테스트할 수 있는 좋은 도구를 제공한다"고 Feng은 말했다.

지금까지 관측을 통해 헤일로의 바깥쪽 영역에서 일부 세부 정보가 밝혀졌지만 정확히 어디에서 멈추는지는 이론적인 모델을 통해서만 추정할 수 있었다. Guha Thakurta는 "헤일로의 바깥쪽 가장자리가 너무 멀리 떨어져 있고 그 안의 별이 매우 희박하기 때문에 헤일로를 측정하기가 가장 어렵다"고 설명했다. 이 외막의 대부분은 은하 매질의 이온화된 가스와 암흑 물질이 차지한다. "이제 우리의 연구는 우리 은하의 외부 한계를 재정의하고 있다"고 천문학자는 말했다.

거의 안드로메다 은하까지

새로운 데이터는 또한 우리 은하의 항성 헤일로가 안드로메다 은하로부터의 거리의 거의 절반에 해당한다는 것을 보여준다. "우리 은하와 안드로메다는 둘 다 너무 커서 그들 사이에 공간이 거의 없다"고 Guha Thakurta는 말했다. 이것은 두 은하의 후광이 서로 맞닿아 있고 심지어 중첩되어 있음을 확인시켜준다.
(2023년 미국천문학회 제241차 회의)
출처: University of California-Santa Cruz

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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