국내 천문학자들이 10년의 연구 끝에 우리 은하(銀河)의 형제로 불리는 안드로메다 은하에서 공처럼 뭉쳐져 있는 새로운 별무리를 무더기로 찾아냈다. 이 별무리들은 은하 생성 초기에 생겨난 이른바 ‘천문학적 화석(化石)’들이어서 천문학계에서는 이번 발견이 우주 생성과 진화 연구에 획기적인 전기가 될 것으로 기대하고 있다.
한국천문연구원 김상철 박사와 서울대학교 물리천문학부 이명균 교수 연구팀은 “안드로메다 은하에 속한 새로운 구상성단(球狀星團) 113개를 발견, 관측천문학 분야에서 가장 저명한 국제학술지 ‘애스트로노미컬 저널(Astronomical Journal)’ 8월호 표지논문으로 게재됐다”고 6일 밝혔다.
‘구상성단’은 수만개에서 수백만개의 별이 밀집돼 공 모양을 이룬 천체로, 수천억개의 별이 모여있는 은하의 주요 구성성분이다. 나이가 은하와 거의 같은 100억년 이상이어서 천문학계에서는 은하 생성과 우주진화를 밝혀줄 천문학적 화석으로 불리고 있다. 과학자들은 1930년대부터 우리 은하에서 약 250만광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리) 떨어진 안드로메다은하를 관측해 1987년까지 약 400개의 구상성단을 발견했다.
김 박사는 “안드로메다 은하는 하늘 전체에 넓게 퍼져 있어 시야가 넓은 천체망원경과 사진건판(유리에 필름역할을 하는 물질을 코팅한 것)을 이용해 관측해왔다”며 “이번에는 과거와 달리 어두운 천체까지 촬영할 수 있는 고체촬상소자(CCD, 디지털 카메라에 쓰는 이미지 센서)를 이용해 이제까지 보지 못하던 구상성단을 찾아낼 수 있었다”고 설명했다.
▲ 안드로메다 은하(왼쪽). 배경에 보이는 점들은 우리은하에 포함된 별들이다. 태양처럼 빛을 내는 별들이 수만~수백만개가 모여 공모양을 이룬 구상성단(오른쪽). /한국천문연구원 제공
CCD는 해상도는 사진건판에 비해 월등하게 높지만 시야가 좁아 구상성단 관측에는 이용되지 못했다. 연구팀은 CCD의 이런 단점을 하늘을 바둑판처럼 잘라 각각 따로 촬영한 뒤 다시 결합하는 이른바 ‘모자이크 영상관측기법’을 이용해 극복했다.
모자이크 영상관측에는 미 애리조나주(州)의 키트피크 국립광학천문대(KPNO)의 구경(口徑) 0.9m 망원경이 이용됐으며, 빛을 분석해 구상성단임을 입증하는 데는 같은 천문대 3.5m(구경) 윈(WIYN)망원경이 동원됐다. 1996년 처음 관측이 시작된 이래 엄청난 양의 관측 데이터를 분석하느라 논문이 나올 때까지 무려 10년이 걸렸다.
김 박사는 “구상성단은 은하 연구의 핵심 자료이기 때문에 그 수가 늘어나면 은하의 생성·진화 연구에 획기적인 전환점이 된다”며 “이번 연구를 우리 은하에도 적용하면 우리 은하에 속한 구상성단의 생성과 진화 연구에도 박차를 가하게 될 것”이라고 말했다.
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