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“은하도 1+1을 좋아한다!”, 왜소은하에서 은하 병합의 증거 발견 2016-07-14

 

■ 거대은하는 왜소은하들이 합쳐져 몸집을 키워 만들어졌다고 알려져 있다. 거대은하의 기본재료로 알려진 이 왜소은하 역시 또 다른 은하들이 합쳐져 만들어졌다는 새로운 증거가 발견됐다.
  
■ 한국천문연구원(원장:한인우)과 과학기술연합대학원대학교(UST, 총장:문길주)는 왜소은하 중 하나인 U141(MCG+08-22-082) 은하에서 두 개의 핵과 상자 모양의 빛 분포 등 은하 병합의 증거를 찾았다. 이는 왜소은하가 단순히 거대은하를 형성하는 기본재료가 아닐 수 있으며, 왜소은하를 형성하는 또 다른 기본재료가 있을 수 있음을 암시한다.

 

□ 왜소은하는 우리은하나 안드로메다 은하 같은 거대은하보다 질량과 크기가 훨씬 작은 은하이다. 큰 은하가 왜소은하들을 잡아먹거나 또는 왜소은하들끼리 병합해 몸집이 크고 무거워지면서 거대은하가 만들어진다고 여겨진다. 따라서 왜소은하는 은하를 형성하는 기본 토대인 ‘은하 형성 재료(building block)’로 불린다.

 

□ 한국천문연구원 은하진화그룹 연구팀은 큰곰자리 은하단(Ursa Major cluster of galaxies)에 속하는 U141(MCG+08-22-082) 은하가 태양 질량의 4억 배 정도 되는 왜소은하임을 알아냈다. 거대은하 중 하나인 우리은하의 질량은 태양질량의 수천억 배인 반면, 왜소은하의 질량은 보통 태양의 10억 배 정도이다.

 

□ 연구팀은 U141 은하 연구를 통해 은하 병합의 증거를 찾아냈다. 이 왜소은하에서 핵이 두 개이고, 은하의 전체 모양이 원이나 타원이 아닌 상자 모양이며, 중심부 빛이 푸른색을 띄어 새로 형성된 별의 흔적을 발견한 것이다. 이 같은 특징들은 은하 병합의 일반적인 증거로 꼽힌다. U141 은하는 큰곰자리 은하단 내에서 은하가 별로 없는 지역에 비교적 고립돼 있음에도 불구하고 은하 병합의 증거를 보이고 있다. 이는 U141 은하의 은하 형성 재료가 왜소은하보다 훨씬 작은 규모이거나 또는 왜소은하 사이에도 작은 것부터 큰 것까지 진화 경로가 존재한다는 가능성을 제시한다.

 

U141 왜소은하의 모습. 은하 병합의 특징 중 세 가지를 확인할 수 있다. (왼쪽 사진) 두 개의 핵, (가운데) 은하 빛의 분포가 원이나 타원이 아닌 상자 모양, (오른쪽) 은하 중심부의 색이 푸른색(푸른색은 젊은 별을 의미하므로, 새로운 병합과 같은 큰 격변을 거쳤음을 유추할 수 있음)  

[그림 1] U141 왜소은하의 모습. 은하 병합의 특징 중 세 가지를 확인할 수 있다.

(왼쪽 사진) 두 개의 핵, (가운데) 은하 빛의 분포가 원이나 타원이 아닌 상자 모양, (오른쪽) 은하 중심부의 색이 푸른색(푸른색은 젊은 별을 의미하므로, 새로운 병합과 같은 큰 격변을 거쳤음을 유추할 수 있음)

 

은하와 그 주변 은하의 공간 분포. 주변에 다른 은하가 없이 고립돼 있는 것을 확인할 수 있다. 다른 거대은하의 영향 없이 독자적으로 생성됐음을 유추할 수 있다. U141, NGC 4157, UGC 7176 

[그림 2] U141 은하와 그 주변 은하의 공간 분포. 주변에 다른 은하가 없이 고립돼 있는 것을 확인할 수 있다. 다른 거대은하의 영향 없이 독자적으로 생성됐음을 유추할 수 있다.

 

 ■ 이번 연구는 한국천문연구원 은화진화그룹 소속이며 동시에 UST 천문주우과학전공 박사과정에 재학 중인 박민아 학생과 은화진화그룹 소속 산자야 파우델(Sanjaya Paudel), 이영대, 김상철 박사 등에 의해 이루어졌다.  해당 논문은 천문학 분야 최상위급 학술지인 미국 천문학회 천문학저널(The Astronomical Journal)에 게재됐다. 더불어 AAS(American Astronomical Society) Nova에 최근 논문 중 가장 주목할 만한 논문(http://aasnova.org/category/journals-digest)으로 소개되기도 했다.

 

 

[참고자료 1] 연구팀 및 논문

 

○ 연구팀
- 박민아(한국천문연구원 은하진화그룹 및 과학기술연합대학원대학교(UST) 천문우주과학전공 박사과정 4학기, 지도교수: 김상철) : 제1저자
- Sanjaya Paudel(한국천문연구원 은하진화그룹 박사후연구원)
- 이영대(한국천문연구원 은하진화그룹 및 충남대학교 천문우주과학과 박사과정, 8월 졸업 예정)
- 김상철(한국천문연구원 은하진화그룹 선임연구원 및 과학기술연합대학원대학교(UST) 천문우주과학전공 부교수) : 교신저자

 

○ 논문
- The Astronomical Journal, vol. 151, No. 6, p. 141 (8pp)
“MCG+08-22-082: A double core and boxy appearance dwarf lenticular galaxy suspected to be a merger remnant”
Pak et al.
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/6/141/meta;jsessionid=F4A46842240CBC92EFEF107743B33B87.c4.iopscience.cld.iop.org
http://arxiv.org/abs/1603.03595

 


[참고자료 2]  용어 설명 


○ 왜소은하
수십억 개까지의 별로 구성된 작은 은하이다. 2,000억에서 4,000억 개로 추정되는 우리은하의 구성원 수에 비하면 적은 수의 별을 가지고 있다. 왜소은하의 형성과 활동은 큰 은하와의 상호작용에 영향을 많이 받는 것으로 추정되고 있다.

 

○ 은하 병합
은하가 충돌하여 두 개 이상의 은하가 합쳐지는 현상. 은하 간 상호작용의 가장 격변적인 유형이다.

 

○ AAS Nova
미국 천문학회(AAS)에서 발간하는 4개의 SCI 저널에 발표된 최신 논문 중에서 특별히 흥미롭고 파급력이 큰 연구결과를 선정, 소개하는 온라인 매체다.

 


[문의] 
☎ 042-865-3246, 광학천문본부 은하진화그룹 김상철 선임연구원

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