은하수 중심에서 회전하는 데 약 6억 ~ 7억 년이 걸fu.
은하수의 S 자형 만곡(볼록솟은 부분)이 갤럭시(은하) 중심을 축으로 움직인다.
활처럼 구부러진 모서리가 1회전 하는 데 6억~7억 년이 걸린다. 우리 은하의 별 회전보다 느리지만 예상했던 것보다 빨라.

비틀거리며 회전하는 은하계
은하의 만곡은 별에 관계없이 중심을 축으로 움직인다.

은하수의 S 자형 만곡(볼록솟은 부분)이 갤럭시(은하) 중심을 축으로 움직인다.
활처럼 구부러진 모서리가 1회전 하는 데 6억~7억 년이 걸린다. 이것은 우리 은하의 별 회전보다 느리지만 예상했던 것보다 빠르다. 이는 비정상 만곡의 원인에 대한 유용한 정보를 제공한다. Nature Astronomy 저널에 발표된 내용이다.

▲ 은하수의 만곡은 시간이 지남에 따라 은하 중심 주위로 이동한다. © ESA / Stefan Payne-Wardenaar

나선은하는 일반적으로 상당히 평평하지만 은하수는 아니다.
주된 평야는 중앙에서 평평하고 똑바르다. 바깥쪽 가장자리는 측정 가능할 정도로 볼록하다. 이것은 우리 은하를 측면에서 볼 때 S 자 모양의 파도처럼 보이게 만든다.

그런데 왜 그럴까?

은하헤일로(Galactic halo)에서 불균일하게 분포된 암흑 물질의 인력이 이를 담당하는 것으로 생각할 수 있지만, 은하계 자기장의 영향 또는 근처의 왜소 은하의 간섭 효과도 가능한 원인일 수 있다.
*Halo:성간물질과 구상성단으로 구성된, 은하 전체를 감싸듯이 구형으로 희박하게 분포하고 있는 구름 같은 것을 가리킨다.

▲ 은하수의 곡률과 태양계의 위치 © Stefan Payne-Wardenaar, ESA / NASA / JPL-Caltech

만곡은 정적이지 않다.

은하수의 변형된 가장자리의 움직임이 결정적인 정보를 제공한다.
이탈리아 토리노의 천체 물리 관측소에서 엘로이사 포지오(Eloisa Poggio) 주변의 천문학자들이 발견한 것처럼, 우리 은하의 S 자형 변형은 정적이지 않다. 그들은 유럽 가이아 우주 망원경이 수집한 1천 2백 만개 별의 움직임 데이터를 평가할 때 이 증거를 발견했다.

공개된 자료에는, 은하의 위쪽과 아래쪽으로 구부러진 가장자리의 영역이 시간이 지남에 따라 위치를 변경한다. S 자형 곡선의 모양은 동일하게 유지되지만, 은하계 평면에서 위아래로 튀어 나온 가장자리는 천천히 은하 주위를 돌고 있다. 천문학자들은 “이 세차 운동에 대한 우리의 측정은 은하의 볼록한 곳이 시간이 지남에 따라 이동한다는 것을 확인시켜 준다.

한 번의 회전에 6억 년 걸려

분석은 또한 다른 것을 밝혀냈다.
볼록한 곳이 놀랍도록 빠르게 회전한다. 포지오(Poggio)는 "자료에 따르면, 은하수 중심에서 회전하는 데 약 6억 ~ 7억 년이 걸린다"고 말했다. "이것은 모델에 기초한 것보다 훨씬 빠르다." 이 속도는 은하 내에서 은하계 자기장 또는 암흑 물질이 변형을 담당한다는 가설과 모순된다. 연구자들이 설명하듯이 만곡은 훨씬 느리게 움직여야 했다.

만곡이 단순히 은하수의 별과 함께 움직이지 않는다는 것은 흥미롭다.
Poggio와 그의 팀은 돌출부의 세차 운동이 독립적인 것으로 보인다고 말했다. 우리의 태양과 대부분의 별은 궤도에 2억 2천만 년이 필요하기 때문이다. 곡선 가장자리보다 약 3배 빠르다.

▲ 은하계와 관련된 궁수 자리 왜소 은하의 위치 © ESA / Gaia / DPAC / CC-by-sa 3.0 IGO

왜소 은하가 방해요인일까?

그러나 은하수의 수수께끼 만곡의 이유는 무엇일까?
천문학자들에 따르면, 그들의 데이터가 말하는 것은 은하계 가장자리가 국소적인 일시적 장애의 반응이라기 보다는 오래 지속되는 영향에 의한 것이다. 이것은 은하수 근처의 왜소 은하 중 하나에 의해 발생할 수 있다. 그것이 우리 은하의 가장자리에 너무 가까이 오면 중력이 그러한 변형을 일으키기에 충분할 수 있기 때문이다.

한가지 후보는 바로 궁수자리 왜소은하(dwarf galaxy).
이것은 태양계로부터 7만 광년 떨어져 있고 2003년까지 은하수의 이웃 위성이었다.
자신의 궤도에서 우리 은하계의 외곽을 통해 반복적으로 방황했다는 것이 명백하다.
이 항해들 중 다음 항로는 앞으로 1억 년 안에 일어날 수 있다.

태양계는 영향을 받지 않는다.

연구자들에 따르면, 이러한 또는 다른 왜소 은하의 항해는 은하수 만곡과 그 "알"을 설명 할 수 있다고 한다. 그러나 궁수자리 은하 이동이나 둥근 만곡의 세차 운동은 태양계에 눈에 띄는 영향을 미치지 않는다. 포지오(Poggio)는 “태양은 은하 중심에서 약 2만 6000광년 떨어져 있기 때문에 여기서 만곡의 진폭은 매우 작다”고 설명했다. 변형은 은하 중심으로부터 약 5만 광년 떨어져 있을 때만 훨씬 더 뚜렷하다.

(Nature Astronomy, 2020; doi : 10.1038 / s41550-020-1017-3)
출처 : ESA (European Space Agency ESA)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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