활처럼 휘어진 거대 전파 은하, 왜 생겼나 [우주로 간다]

천문학자들이 거대한 활과 화살을 닮은 독특한 형태의 전파 은하를 발견했다. 이 천체는 그 동안 알려진 전파 은하와는 전혀 다른 구조를 지녀, 은하단을 통과하는 과정에서 형성되는 충격파를 연구할 수 있는 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

스페이스닷컴과 라이브사이언스 등 외신은 28일(현지시간) 'RAD-BAARG(RAD-Bow-And-Arrow Radio Galaxy)'라는 거대 전파 은하가 발견됐다고 보도했다. 관련 연구 결과는 영국 왕립천문학회 월보에 공개됐다.

지구에서 20억 광년 떨어져 있는 RAD-BAARG는 지름 180만 광년으로 은하계의 18배에 달한다. 전체 길이는 약 230만 광년이다. 이 같은 크기 때문에 우주에서 가장 거대한 단일 구조물 가운데 하나인 '거대 전파 은하(Giant Radio Galaxy)'로 분류된다. 시민 과학자들이 참여하는 RAD@home 천문학 협력 연구소 프로젝트를 통해 처음 포착됐다.

매우 특이한 모양을 지닌 거대 전파 은하가 포착됐다. 마치 거대한 활과 화살처럼 보인다. (출처=Hota, Dabhade, Ghosh 외 RAD@home Collaboratory)

일반적인 전파 은하는 중심의 초거대 블랙홀이 방출하는 강력한 제트가 양쪽으로 대칭적으로 뻗어 나가는 형태를 보인다. 그러나 RAD-BAARG는 극단적인 비대칭적인 구조로 돼 있다.

한쪽 제트는 뒤로 크게 휘어 거대한 호를 그리며 쐐기 모양의 영역으로 이어지고, 반대편 제트는 S자 형태로 비틀린 뒤 길게 꼬리를 남기며 사라진다. 이 두 구조가 합쳐져 마치 활에 화살이 걸려 있는 모습처럼 보인다고 연구진은 설명했다.

연구진은 이런 독특한 형태가 은하가 밀집한 은하단으로 이동하는 과정에서 주변 환경의 영향을 받아 형성됐을 가능성이 큰 것으로 보고 있다. RAD-BAARG는 은하 사이 공간을 채우는 뜨겁고 희박한 가스인 '은하간 매질'을 통과하며 인근 은하단으로 떨어지고 있는 것으로 분석됐다.

은하가 이 가스를 음속보다 빠른 속도로 통과하면 전투기가 초음속 비행 중 만들어내는 충격파와 유사한 현상이 발생한다. 이 과정에서 압축된 가스층이 은하 앞쪽에 형성되고, 가스가 안쪽으로 밀려든다. 연구진은 RAD-BAARG의 한쪽 제트가 이 충격파 전면과 정면으로 충돌하면서 휘어지고 압축돼 활시위와 같은 구조를 형성한 것으로 추정했다. 반대편 제트는 왜곡된 S자 형태로 휘어진 뒤 희미한 꼬리를 남기며 화살 모양을 만들어낸 것으로 분석했다.

논문 제1저자이자 RAD@home 천문학 협력 연구소의 책임 연구원인 아난다 호타는 "지난 25년 동안 관측한 어떤 전파 은하와도 다른 구조"라며 "매우 독특한 천체"라고 밝혔다.