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우리 태양은 3번의 은하계 충돌 중 57억년 전에 발생한 첫 은하충돌로 생성.

은하 충돌이 우리 태양을 만들었을까?
궁수 자리 왜소 은하의 통과는 은하수에서 별 형성의 분출을 촉발

생산적인 통과 :
궁수자리-왜소은하는 이미 우리 은하수와 3번 충돌했으며, 이로써 별들의 분출이 촉발되었다. 우리 태양의 생성도 이 분출물 중 하나 덕분이다. 약 55억 년 전에 왜소 은하와 처음 충돌한 후 별 형성 단계에서 탄생했기 때문이다. 연구진이 "Nature Astronomy"저널에 보고한 내용이다.

▲ 궁수 자리 왜소 은하와의 충돌로 별 형성이 급증하여 태양이 생겼다. © ESA

우리 은하수는 움직이는 역사를 갖고 있다.
우리 은하수는 이웃 별무리와 전체 왜소 은하를 훔쳐와 다른 은하와 여러 차례 부딪쳤다.
약 100억 년 전에는 최악의 충돌을 경험했다. 현재의 모양과 같은 중앙에 돌출부(Bulge;은하내에 빽빽하게 모인 별들의 군집) 와 외부가 은하헤일로(Halo, 별무리)로 이루어진 오늘날의 은하수는 왜소 은화와의 연쇄충돌에 기인한다. 천문학자들은 다른 은하 충돌을 관찰한 결과 그러한 형성과정에서 별 생성이 종종 자극된다는 것을 알고 있다.

연속적인 통로

오늘날 은하수 중심에서 약 5만 광년 떨어진 별 무리인 궁수자리-왜소 은하계가 핵심 역할을 할 수 있었을 것이다. 테네리페에 있는 카나리아 제도의 천체 물리학 연구소의 토마스 루이즈-라라는 "궁수자리-왜소 은하가 이미 60억 년 전, 20억 년 전, 그리고 약 10억 년 전에 은하수와 이미 3번 부딪친 것으로 알려져 있다"고 설명했다.

그러나 은하 원반의 바깥 영역을 통한 이 통로의 결과는 무엇일까?
이를 알아보기 위해 천문학자들은 최근 Gaia 위성의 별 카탈로그를 검색하고 태양 주위에서 약 6500광년의 반경 내에서 별의 광도, 거리 및 온도 색상을 분석했다. 이 데이터로부터 천문학자들은 이 별들이 형성되는 나이와 시간을 추론할 수 있었다.

각 충돌 후 별 형성

Ruiz-Lara는 “우리는 55억 년 전, 19억 년 전, 그리고 10억 년 전에 정점에 달한 3개의 강력한 별 형성을 발견했다. 이것은 궁수자리 은하계가 은하의 원반을 통과한 것으로 추정되는 시간에 해당한다"고 보고했다. 이러한 충돌로 인해 우리 은하계에서 가스와 먼지가 이동하게 되고 가스 구름이 여러 곳에서 가스구름으로 위축되고 새로운 별의 탄생으로 이어진다.

Ruiz-Lara의 동료 Carme Gallart는 “궁수자리(Sagittarius)는 우리 은하수의 구조와 별의 역학에 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 성장에 도움이 되었다. 우리 은하 천문학자들은 또한 궁수자리의 은하가 부분적으로 우리 은하수가 움푹 패인 모양을 가진 것에 책임이 있다고 의심한다.

▲ 궁수 자리-왜소 은하계는 은하수의 바깥 지역을 적어도 세 번 통과해 지나갔다. © ESA

첫 번째 통과 후 태양도 생성돼

우리 태양은 이 통과로 인해 탄생됐다.
약 57억 년 전에 시작된 별 형성 분출의 일환으로 만들어졌으며 궁수자리 왜소 은하의 첫 번째 통과에 의해 촉발 되었기 때문이다. 우리는 작은 이웃 은하와의 연쇄충돌로 우리가 존재하게 됐을 것이다.

Gallart는 “우리는 태양이 시작된 가스와 먼지구름이 궁수자리 통과 과정에서 직접 붕괴되었는지 여부를 알 수 없다. 그러나 태양의 시대는 이 충돌의 결과로 발생한 별과 잘 어울리기 때문에 생각할 수 있는 시나리오다"고 말했다.

궁수자리 은하에 대한 수축과정

궁수자리 왜소 은하에게는 이러한 반복 충돌이 긍정적인 것은 아니었다.
관측 결과에 따르면 처음 통로에서 가스의 상당 부분을 잃어버린 것으로 나타났다.
그 결과, 새로운 항성의 물질 공급이 사라졌고 왜소 은하의 항성 형성은 강한 충격을 받았다. 각 통과에서 궁수자리는 더 많은 가스를 잃고 더 작아졌다.

(Nature Astronomy, 2020; doi: 10.1038/s41550-020-1097-0)
출처: ESA

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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