가장 밝은 은하, 주변 은하와 ‘다중 합병’ 흔적 관측

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 우주에서 가장 밝은 은하가 주위의 세 개 은하와 합병하는 모습이 관측됐다. 이로써 블랙홀 활동과 새로운 별 생성 연구에 활용될 것으로 기대된다.

16일 고등과학원(KIAS)에 따르면 칠레 수도 산티아고 소재 ‘디에고 포르탈레스 대학(UDP)’ 디아스 산토스(T. Díaz-Santos) 박사는 칠레 알마(ALMA·Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) 망원경으로 이런 관측에 성공했다. 

디아스 산토스 박사는 고등과학원 물리학부 전현성 연구원 등이 공동저자로 참여한 연구를 통해 지구에서 124억 광년 떨어진 은하 W2246-0526을 관측한 결과, 그 주위 은하로부터 빨려 나온 물질이 은하 W2246-0526을 향해 뻗은 조석 꼬리를 발견했다. 

연구결과는 최고 권위의 국제 학술지 사이언스에 이날 게재됐다. 

주위의 은하들(C1, C2, C3)에서 빨려 나온 물질(Tidal Tail, 조석 꼬리)이 중심 은하인 W2246-0526을 향해 뻗어 있는 흐름. 알마 망원경으로 1.19mm에서 관측했다. [자료=고등과학원]

논문명은 ‘적색이동 4.6에서 다중 합병 중인 극도로 밝고 붉은 퀘이사(The Multiple Merger Assembly of a Hyper-luminous Obscured Quasar at redshift 4.6)’이다. 

연구진에 따르면 지난 2015년 미 항공우주국(NASA)의 광역 적외선 탐사위성인 와이즈(WISE) 망원경으로 가장 밝은 은하 W2246-0526가 발견됐다. 이 은하는 지구에서 124억 광년 떨어진 우주 초창기의 은하로, 광도가 태양의 350조 배에 달한다. 

이 은하의 엄청난 밝기는 은하 내 별들의 핵융합 반응만으로는 잘 설명되지 않고 은하 내 거대 블랙홀이 급격히 활동하는 퀘이사이기 때문인 것으로 알려져 있었다. 

이번 관측에서 알마(ALMA)의 놀라운 해상도와 감도를 통해 은하 W2246-0526과 주위 세 은하 사이의 희미한 먼지의 흐름을 포착할 수 있었는데, 흘러나온 물질의 양이 이웃 은하들 전체만큼이나 무거운 것으로 분석됐다. 

연구진은 이처럼 막대한 양의 물질이 은하 W2246-0526로 흘러 들어가 새로운 별의 탄생으로 이어지거나 중심의 거대 블랙홀을 자라게 하는 데 쓰일 것으로 보인다고 분석했다. 

전현성 연구원은 “은하 중심부 매우 작은 공간을 차지하는 블랙홀의 활동이 그보다 훨씬 큰 은하들의 상호 작용과 관련 있을 수 있다는 점과, 이를 관측하기 까다로운 초기 우주에서 확인할 수 있게 됐다는 점이 인상적”이라고 말했다.

전 연구원은 작년부터 대통령 포스닥 펠로우로 고등과학원에서 활동성 은하핵을 연구하고 있다.

  

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