70억 광년 먼거리 ‘은하 충돌’ 포착…“역대 최고 이미지”

중력렌즈 효과를 받은 충돌 은하 ‘H1429-0028’ 이미지 1(적응광학을 이용한 켁II 망원경과 HST의 관측 데이터를 합친 것). 제공: WM Keck Observatory/NASA/ESA/ESO

지구로부터 약 70억광년 거리에 있는 은하끼리의 충돌 모습을 허블 우주망원경과 알마 망원경 등의 관측 정보를 합성해 만든 역대 ‘최고의 광경’(베스트뷰)이라는 사진이 공개됐다. 이는 앞에 있는 은하에 의한 중력렌즈 효과 덕분에 멀리서 충돌하는 은하를 상세하게 관찰할 수 있는 것이라고 천문학자들은 말한다.

처녀자리 방향에 떠 있는 천체 H-ATLAS J142935.3-002836(이하 H1429-0028)은 지금으로부터 약 70억 년 전 우주에서 일어난 은하 충돌의 현장이다. ‘H-ATLAS’(허셜-아틀라스)라는 조사로 발견된 뒤, 허블 우주망원경(HST)과 알마 전파망원경(ALMA)은 물론 켁II, 초대형간섭전파망원경군(VLA)과 같은 천체망원경으로 자세한 관측이 이뤄진 각각의 정보를 중첩함으로써 멀리 있는 충돌 은하의 것으로는 전에 없는 최고의 이미지가 만들어졌다.

지구로부터 먼거리에 있는 은하충돌을 중력렌즈 효과로 상세하게 관측할 수 있다. 제공: ESA/ESO/M. Kornmesser

H1429-0028과 지구 사이에는 다른 은하계가 존재한다. 이 은하의 거대한 질량에 의해 중력이 렌즈와 같은 역할을 하는 중력렌즈 효과 덕분에 멀리 있는 H1429-0028을 자세히 조사할 수 있었던 것이다.

허블과 켁II 망원경은 렌즈가 된 앞의 은하 주위를 둘러싼 ‘빛의 고리’의 존재를 밝혀냈다(1번째 이미지). 또한 이 은하의 원반을 바로 측면에서 보는 위치 관계에 있는 것도 잡혔다. 또한 H1429-0028가 1개가 아닌 2개의 은하인 것도 HST와 켁 II의 관측을 통해 확인됐다.

알마 망원경은 은하에서 별 형성의 메커니즘과 물질의 움직임을 조사하는 수단이 되는 일산화탄소를 추적할 수 있다. 그 관측에서 H1429-0028는 은하 충돌이 한창으로, 1년에 수백 개 이상의 별을 낳고 있는 것으로 나타났다.

중력렌즈 효과를 받은 충돌 은하 ‘H1429-0028’ 이미지 2(HST와 켁II 망원경 및 빨간색으로 표시된 알마 망원경에 의한 관측 데이터를 합친 것). 제공: ESO, ALMA(NRAO/ESO/NAOJ); WM Keck Observatory; NASA/ESA

까마귀자리에 있는 유명한 충돌 은하인 안테나 은하에는 1년에 태양 수십 개분의 별이 탄생하고 있지만, 이번에 공개된 충돌 은하에는 그보다 훨씬 큰 태양 질량의 400배에 달하는 별들이 형성되고 있다. 또한 충돌 중의 한 은하가 회전하고 있는 징후도 볼 수 있어 이 은하는 충돌 전에 원반 은하였던 것으로 추정된다.

한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr