큰곰자리 은하군 중심부의 영상

국내 연구진이 큰곰자리에 있는 M81은하*에서 가장 멀리 떨어진 외로운 구상성단을 발견하여, 우주초기 천체가 만들어지는 과정을 밝힐 수 있는 과학적 기틀을 마련하였다.

※ M81은하 : 큰곰자리 방향으로 1200만 광년 거리에 있는 나선은하(어두운 먼지층과 함께 몇 개의 나선팔이 보이는 은하)로, 크고 밝은 핵과 고운 나선 팔을 지닌 아름다운 은하

서울대 이명균 교수(54세)가 주도하고 장인성, 임성순 박사과정생, 박홍수 박사가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)과 BK21사업의 지원으로 수행되었다.

연구결과는 천문학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘천체물리학저널’에 5월 20일자로 게재되었는데, 특히 연구의 중요성과 시사성을 인정받아 별도로 발간되는 ‘천체물리학저널 레터’에 발표되는 영예를 얻었다. (논문명 : Discovery of the most isolated globular cluster in the local universe)

구상성단은 수십만 개의 별이 공처럼 둥글게 모여 있는 별들의 집단이다.

구상성단은 우주에서 나이가 가장 많은 천체에 속해, 우주초기 천체가 만들어지는 과정을 밝힐 수 있는 중요한 도구 중 하나이다. 구상성단은 대부분 은하의 중심부에 모여 있는데 일부는 은하 중심에서 멀리 떨어진 곳에서도 발견된다.

이명균 교수 연구팀은 허블우주망원경*으로 관측된 자료를 분석해 큰곰자리에 있는 M81은하에서 매우 멀리 떨어져 있는 구상성단을 처음으로 발견하였다.

※ 허블우주망원경 : 미항공우주국(NASA)이 우주왕복선을 이용해 1990년 4월 지구 궤도에 올려놓은 천체 관측을 위한 망원경으로, 20년이 지난 현재까지 우주탐사에 앞장서 새로운 발견을 하고 있음

이 구상성단은 일반적인 구상성단에 비해 15배 이상 밝고, 3배 이상 큰 특별한 성단으로서, M81은하에서 130만 광년 떨어진 곳에서 발견되었다.

우리 은하에서 가장 멀리 떨어진 구상성단의 거리가 40만 광년이므로, 연구팀이 발견한 성단은 이보다 3배 이상 멀리 떨어져 있는 것이다. 지금까지 발견된 구상성단 중에서 이 성단은 은하로부터 가장 멀리 떨어져, 우주에서 가장 외롭다고 할 수 있다.

그러므로 이번에 발견된 구상성단은 어느 특정한 은하에 얽매여 있기 보다는 은하 사이를 떠돌아다니는 성단으로 추정된다.

또한 이 구상성단의 나이는 100억년 이상으로, 빅뱅으로 시작된 우주의 나이(137억년)와 비슷해 우주 초기에 태어난 천체 중의 하나로 예측된다.

이 성단은 원래 작은 은하(왜소 은하)로 태어났다가 시간이 지나면서 산전수전을 겪으며 가지고 있던 별들을 대부분 잃어버리고 중심부만 남아 현재의 모습을 갖게 된 것으로 추정된다.

이명균 교수는 “이번에 발견된 은하에서 가장 멀리 떨어진 구상성단은 우주에서 최초로 태어난 천체 중의 하나이므로, 이를 통해 우주 초기 천체가 형성되는 과정을 밝히는 열쇠가 될 것으로 기대된다.

특히 이렇게 외로운 구상성단은 우주에 여전히 많이 있을 것으로 추측되고, 이번 발견과 같이 외로운 구상성단을 찾아내는 일은 매우 어렵지만, 향후 지속적으로 발견할 수 있을 것으로 예상한다”고 성단 발견의 의의를 밝혔다.