[아하! 우주] 허블 우주 망원경이 찾아낸 ‘은하 보호막’

제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 훨씬 큰 6.5m 지름의 거대한 주경 (primary mirror, 망원경에서 빛을 첫 번째로 모이는 거울로 망원경의 크기를 비교하는 기준)을 갖고 있어 과거 허블 우주 망원경으로도 볼 수 없었던 먼 우주를 볼 수 있다.

하지만 그렇다고 해서 허블 우주 망원경의 역할이 끝난 건 아니다. 허블 우주 망원경은 2.4m 지름의 주경을 지닌 여전히 크고 강력한 우주 망원경으로 적외선 영역 관측에 최적화된 제임스 웹 우주 망원경이 보지 못하는 가시광선 및 자외선 영역 관측이 가능하다. 최근 나사가 스페이스 X와 함께 허블 우주 망원경의 수명 연장을 시도하는 것도 그 때문이다.

사실 허블 우주 망원경은 제임스 웹 우주 망원경 관측 영역 밖에서 여전히 팔팔한 현역임을 입증하고 있다. 콜로라도 대학의 다네쉬 크리쉬나라오 교수가 이끄는 연구팀 역시 허블 우주 망원경의 적외선 관측 능력을 이용해 우리 은하의 이웃 은하인 마젤란 은하의 비밀을 밝혀냈다.

대마젤란 은하와 소마젤란 은하는 우리 은하의 위성 은하로 적어도 수십 억년 이상 우리 은하 주위를 공전했다. 일반적인 위성 은하는 우리 은하의 강력한 중력에 가스를 빼앗겨 별 생성이 중단된다.

하지만 두 마젤란 은하는 여전히 활발하게 별이 생성되고 있다. 별은 결국 가스가 모여 형성된 것이기 때문에 아직 두 은하가 많은 가스를 지니고 있다는 이야기가 된다. 

과학자들은 오랜 세월 두 마젤란 은하가 새로운 별을 만드는데 필요한 가스를 어떻게 아직 유지하고 있는지 연구했다. 가장 그럴듯한 가설은 은하 주변의 매우 희박한 가스인 은하 코로나가 보호막 같은 역할을 한다는 것이었다. 하지만 멀리 떨어져 있는 극도로 희박한 가스를 관측하기가 어려워 검증하기는 어려운 가설이었다. 

연구팀은 마젤란 은하 방향에 있는 퀘이사 28개를 관측해 이 가설을 검증했다. 퀘이사는 우주 멀리 있는 매우 강력한 에너지를 방출하는 천체로 자외선 영역에서도 밝게 빛난다.

그런데 이 빛이 가스를 통과할 경우 자외선 영역 일부가 흡수되어 흐릿하게 보인다. 이는 마치 안개가 끼면 멀리 떨어진 건물과 도로가 흐릿하게 보이는 것을 보고 안개가 낀 것을 아는 것과 같은 원리다. (사진) 

연구팀은 허블 우주 망원경과 FUSE 관측 위성 데이터를 통해서 은하 코로나의 존재와 분포를 확인했다. 예상대로 은하 코로나는 두 은하를 보호하고 있었다. 은하 코로나의 분포는 10만 광년에 걸쳐 퍼져 있었으며 은하 중심에 가까이 갈수록 짙어졌다. 

하지만 이 보호막 역시 영원할 순 없다. 결국 우리 은하의 강한 중력이 모든 가스를 흡수하면 마젤란 은하의 가스가 사라지면서 결국 새로운 별의 생성이 거의 멈추게 될 것이다. 과학자들은 허블 우주 망원경의 적외선 관측 능력 덕분에 이 사실을 확인할 수 있었다. 허블 우주 망원경의 활약은 앞으로도 당분간 계속될 것이다.