우리은하 관측하는 방법은 우리 태양계가 속한 은하는 종종 은하 또는 우리 은하라고 불린다. 영어로는 밀키웨이 갤럭시, 한국어로는 미라이네로 불린다. 은하수로는 지구에서 우리 은하의 눈에 보이는 부분인 천구를 가로지르는 빛의 띠를 의미한다. 나는 이 밝은 벨트의 정체를 알게 된 지 얼마 되지 않았다.
목차
1. 최초로 관측한 사례
1610년 갈릴레오 갈릴레오는 처음으로 망원경으로 은하수를 관찰하고 제우스의 아내 헤라가 퍼뜨린 습한 길이 아니라 수없이 많은 별들의 집합이라고 인류에게 보고한다. 천구를 은하로 거의 균등하게 나눈다는 것은 태양계가 은하수에서 그리 멀지 않다는 것을 의미한다. 약 4000억 개의 별을 가진 우리 은하는 지름이 약 10만 광년, 중심핵은 약 1만 광년, 전체 원반 두께는 약 12,000 광년이다.
우리의 태양계는 오리온의 품에 있으며, 은하 중심에서 약 28,000 광년 떨어져 있으며, 전체 은하의 중심과 끝 사이의 중간 지점에 있다. 태양은 약 2억 5천만 년마다 초속 220km의 속도로 은하 중심부를 돈다. 일단 은하의 중심을 도는 시간을 은하의 해라고 부른다. 약 20개의 은하가 1년 안에 발견되고 태양은 약 20개의 은하로 끝난다.
2. 우리 은하의 크기
지구가 바둑돌처럼 크면 우리 은하는 직경이 15억 킬로미터나 된다. 우리 은하의 크기를 경험하기 위해서는 우리가 느끼는 만큼 작게 만드는 것이 좋을 것이다. 지름 1만2700km의 지구가 지름 2cm(약 6억배)의 높은 돌이라면 태양은 지름 2m 이상의 구동륜만 갖고 마지막 행성인 해왕성까지의 거리는 7km다.
두 번째 단계에서 태양과 가장 가까운 별인 Proxima Centauri는 4.2광년 떨어져 있으며, 이는 거의 63,000km이다. 3단계에서는 4억 2천만 킬로미터의 은하 중심에서 2만 8천 광년 떨어진 괴물 블랙홀까지 가야 한다. 마지막으로, 10만 광년의 지름은 15억 킬로미터에 달합니다. 이것은 지구와 태양 사이의 거리의 10배입니다.
이 수치는 지구가 2cm의 고도로 작아졌을 때에도 나타나므로 우리 은하가 얼마나 큰지 알 수 있다. 지금까지 인간이 만들어낸 최고 속도는 초속 17km. 총알의 17배인 시속 60,000km. 이 속도로 보이저 1호는 40년 동안 비행해 태양계를 떠났다.
https://biochemistry.khu.ac.kr/
3. 보이저 1호의 행방
인간 물체 중 가장 먼 비행을 기록한 보이저 1호는 현재 지구와 태양 사이의 거리의 156배인 초속 30만km로 22시간 이상 걸리는 232억km의 성간 공간을 비행하고 있다.
보이저 1호가 1977년 지구를 떠난 이후 45년 만인 2022년 날고 있다. 보이저호가 이 속도로 계속 날아가서 은하의 지름을 넘으면 얼마나 걸릴까요? 하느님 감사합니다, 18억 년 동안 비행해야 합니다 보이저 1호는 40년 동안 초속 17km로 날아가 태양계를 떠났다. 보이저호는 우리 은하의 지름을 뚫고 18억년 동안 날아야 한다. 138억년 동안 우주의 10분의 1이 넘는 크기입니다. 우리 은하의 크기죠. 하지만 이 은하들은 대우조선의 돌에 불과하다는 것을 잊지 말자.
4. 초 거대 질량 블랙홀
은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 A-Archer 사진이 처음으로 공개됐다. 2019년 빈 M87 은하의 블랙홀이 관측된 것은 3년 만이다. 천체물리학저널(Journal of Astrophysics, Journal of Astrophysics)은 12일(현지시간) EHT(Event Horizon Telescope) 국제팀이 전 세계 8개의 전파망원경을 연결해 블랙홀을 관측하는 데 성공했다고 밝혔다.
천문학계는 1915년 발표된 아인슈타인의 일반상대성이론을 입증한 것으로 보고 있다. 일반상대성이론은 질량이 클수록 시공간이 휘어진다고 예측한다. EHT 연구원들은 블랙홀의 출현을 인식하기 위해 이 원리를 이용했다.
5. 아처 5와 블랙홀
블랙홀은 빛조차 빠져나오지 못할 정도로 강하기 때문에 직접 관측하기는 어렵다. 대신, 연구원들은 그림자를 관찰하는 방법, 즉 블랙홀의 디자인을 선택했다. 블랙홀은 너무 강해서 시공간을 돌 수 없다. 시공간이 접히면 블랙홀 뒤에서 회전하는 물질에서 방출되는 빛도 앞으로 휘어진다. 블랙홀을 둘러싼 모든 물질을 앞뒤로 확인하면 블랙홀의 윤곽이 나타난다.
Archer A*에서 찍은 사진은 M87 블랙홀의 이전 사진처럼 가운데가 비어있는 도넛의 모양을 보여준다. 밝은 부분은 블랙홀 그 자체가 아니라 놀라운 속도로 회전하는 물질에서 나오는 빛이다. 물질과 블랙홀 사이의 경계는 또한 프로젝트를 위해 명명된 사건의 지평선이다. 가운데 검은 부분은 블랙홀 주변의 그림자입니다.
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ISE 연구에 참여한 한국천문연구원 송봉원 박사는 블랙홀은 인간이 지금까지 관찰한 것 중 가장 가까운 블랙홀이라고 말했다. 아처 A* 블랙홀은 3년 전보다 더 가까이에서 관측되었다. 궁수자리 A*의 중심 블랙홀은 지구로부터 약 27,000 광년(매 광년 약 9460억 킬로미터) 떨어져 있으며, 태양보다 약 400만 배 더 크다. M87 블랙홀과 비교하면 2000년 태양계와의 거리는 질량의 100분의 1 수준이다.
사격 선수 A*는 M87에 가깝지만, 관측하기는 더욱 어렵다. 궁수 A*, M87 또는 주변 물질의 회전 속도는 비슷하다. 하지만 큰 M87이 산책하는 데 며칠에서 몇 주가 걸리는 반면, Archer A*는 몇 분밖에 걸리지 않습니다. 주변 가스와 물질의 빛 패턴은 훨씬 더 빨리 변한다. EHT 연구진은 넓은 공원을 같은 속도로 돌아다니기보다 꼬리를 쫓는 강아지를 쏘기 어려운 이유와 같다고 설명했다.
6. 블랙홀의 크기
이번 연구에서 주목할 점은 크기가 전혀 다른 블랙홀이 유사하다는 점이다. 사라 마르코프 EHT 과학위원회 공동위원장은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 두 블랙홀은 모양이 매우 비슷하다고 말했다. 이는 일반상대성이론이 예측한 바와 같이 우주에서 블랙홀의 외형이 비슷하다는 것을 의미한다.
과학자들은 블랙홀의 다른 사진들의 비교가 은하의 형성과 진화를 밝혀줄 것으로 기대하고 있다. 김재영 경북대 교수는 아처A 블랙홀은 기존 M87 블랙홀보다 더 강력한 물질 분출 현상이 없다고 말했다.
전 세계 80개 이상의 기관에서 온 300명 이상의 연구원들이 블랙홀 촬영에 참여했습니다. 연구원들은 전 세계에서 온 8개의 전파 망원경을 묶어서 지구 크기의 거대한 망원경으로 사용했습니다. 특히 슈퍼컴퓨터를 이용해 데이터를 분석하고 대규모 블랙홀 관측 데이터를 처리했다.
연구원들은 미래에 블랙홀을 더 자세히 볼 수 있기를 바라고 있습니다. 이 아처 A* 블랙홀의 사진은 2017년 관측에 바탕을 두고 있다. 이후 망원경이 EHT 관측망에 추가되었고, 2020년에는 총 11대로 늘어났다. 한국천문연구원은 한류관측망(KVN)에 직접 참여할 준비를 하고 있다고 밝혔다.
우리은하 관측하는 방법에 대해 살펴보았습니다. 조금이라도 도움이 되셨길 바랍니다.
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