초고속 은하 충돌 포착

시속 320만km라는 믿기 힘든 속도로 이동하는 은하의 거대한 충돌이 지구상의 가장 강력한 망원경 중 하나에 의해 전례 없는 세부 사항으로 관측되었다.

이 극적인 충돌은 약 150년 전 처음 발견된 5개의 은하로 구성된 인근 은하군인 스테판의 퀸텟에서 관측되었다.

 

이 충돌은 "제트 전투기의 음속 붐"과 유사한 엄청나게 강력한 충격파를 일으켰으며, 이는 우주에서 가장 놀라운 현상 중 하나이다.

스테판의 퀸텟은 "은하 간 과거 충돌이 복잡한 파편장을 남긴 은하의 교차로"를 나타내며, 이제 NGC 7318b 은하의 통과로 다시 활성화되었다.

이 충돌은 스페인 라 팔마의 새로운 2천만 유로(1천 6백 7십만 파운드) 규모의 윌리엄 허셜 망원경 강화 영역 속도 탐색기(WEAVE) 광시야 분광기를 사용한 과학자팀에 의해 발견되었다.

이 최첨단 차세대 과학 시설은 우리 은하가 수십억 년에 걸쳐 어떻게 형성되었는지를 밝혀줄 뿐만 아니라, 우주 전역의 수백만 개의 다른 은하에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다.

 

NGC 7318b가 스테판의 퀸텟을 뚫고 지나가는 발견은 60명 이상의 천문학자 팀에 의해 관측되었으며, 오늘 영국 왕립 천문학회 월보에 게재되었다.

이 시스템은 은하 사이의 혼란스럽고 종종 폭력적인 관계를 이해하는 이상적인 실험실이며, 이것이 WEAVE 대형 적분장 유닛(LIFU)의 첫 번째 관측 대상이 된 이유이다.

 

허트퍼드셔 대학의 Marina Arnaudova 박사는 "1877년 발견 이후, 스테판의 퀸텟은 은하 간 과거 충돌이 복잡한 파편장을 남긴 은하의 교차로를 나타내기 때문에 천문학자들을 매료시켰다"고 말했다.

 

 

 

초고속 은하 충돌의 이중성

"이 은하군의 역동적인 활동은 시속 320만km가 넘는 엄청난 속도로 은하가 돌진하면서 다시 깨어났으며, 제트 전투기의 음속 붐과 매우 유사한 엄청나게 강력한 충격파를 발생시켰다."

국제 연구팀은 이전에 천문학자들에게 알려지지 않았던 충격파 뒤의 이중성을 발견했다.

 

허트퍼드셔 대학의 Marina Arnaudova 박사는 "충격파가 차가운 가스의 주머니를 통과할 때, 초음속으로 이동하며, 스테판의 퀸텟의 은하간 매질에서 음속의 몇 배에 달하는 속도로 이동하여 원자에서 전자를 떼어내고, WEAVE에서 볼 수 있는 것처럼 빛나는 전하를 띤 가스의 흔적을 남긴다"고 말했다.

그러나 허트퍼드셔 대학의 박사과정 학생인 Soumyadeep Das에 따르면, 충격파가 주변의 뜨거운 가스를 통과할 때는 훨씬 약해진다.

그는 "충격파는 심각한 파괴를 일으키는 대신 뜨거운 가스를 압축하여 저주파 배열(LOFAR)과 같은 전파 망원경으로 포착되는 전파를 생성한다"고 덧붙였다.

 

이 새로운 통찰력과 전례 없는 세부 사항은 WEAVE의 LIFU에서 나온 것으로, LOFAR, Very Large Array(VLA), James Webb Space Telescope(JWST)와 같은 다른 최첨단 장비의 데이터와 결합되었다.

WEAVE는 윌리엄 허셜 망원경에 연결되어 은하수와 먼 은하 모두에서 별과 가스의 구성을 분석하는 최첨단 초고속 매핑 장치이다.

이는 분광기를 사용하여 이루어지는데, 분광기는 광원을 구성하는 색상의 프리즘 내에서 바코드 스타일의 패턴을 생성하여 별의 구성 요소를 밝혀낸다.

 

 

 

WEAVE, 우주의 신비를 밝히다

WEAVE는 프랑스, 이탈리아, 그리고 아이작 뉴턴 망원경 그룹 파트너십 국가들(영국, 스페인, 네덜란드)의 다자간 협약에 따라 설계 및 건설되었다.

천문학자들은 WEAVE가 우리 은하가 어떻게 형성되었는지를 전례 없는 세부 사항으로 밝혀내고 우주에 대한 이해를 혁신할 것으로 기대하고 있다.

 

허트퍼드셔 대학의 Daniel Smith 박사는 "Marina가 이 대규모 팀과 함께 이룬 것은 정말 멋진 일이지만, 이 첫 번째 WEAVE 과학 논문은 WEAVE가 완전히 가동되면서 앞으로 5년 동안 이루어질 일의 일부에 불과하다"고 말했다.

RAL Space와 옥스포드 대학의 WEAVE 주요 연구자인 Gavin Dalton 교수는 "WEAVE가 밝혀낸 세부 수준을 보는 것은 환상적이다"고 말했다.

"스테판의 퀸텟에서 볼 수 있는 충격과 전개되는 충돌의 세부 사항뿐만 아니라, 이러한 관측은 현재의 능력 한계에서 볼 수 있는 겨우 해결되는 희미한 은하의 형성과 진화에서 일어날 수 있는 일에 대한 놀라운 관점을 제공한다."

아이작 뉴턴 망원경 그룹의 Marc Balcells 소장은 "WEAVE의 첫 관측에서 수집된 데이터가 이미 높은 영향력을 미치는 결과를 제공한다는 것을 보고 기쁘게 생각하며, 이는 향후 몇 년 동안 윌리엄 허셜 망원경에서 WEAVE로 가능해질 발견의 초기 사례에 불과하다"고 말했다.

 

WEAVE는 영국 과학기술시설위원회(STFC), 네덜란드 과학연구기구(NWO), 스페인의 IAC(Instituto de Astrofísica de Canarias)의 지원을 받아 운영되고 있다.

IAC의 ING에 대한 기여는 스페인 과학, 혁신 및 대학부의 자금 지원을 받는다.