우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌 시뮬레이션

우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌 시뮬레이션

(The collision simulation of our Milky Way galaxy and the Andromeda galaxy) 

이 사진은 우리 은하와 이웃한 안드로메다 은하 사이의 예측된 합병에서의 단계를 보여준다. 이 사진은 37억 5천만 년에 볼 수 있는 지구의 밤하늘을 묘사하였고, 안드로메다 은하 (왼쪽)는 시야를 채우고 중력 조석 작용으로 우리 은하가 뒤틀리기 시작한다. (Credit: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger)

나사(NASA) 천문학자들은 우리 은하, 태양, 태양계에 영향을 미칠 향후 중요한 우주 사건을 지금 확실하게 예측할 수 있다고 발표하였다. 이 중요한 우주 사건은 우리 은하와 이웃한 안드로메다 은하의 거대한 충돌이다. 우리 은하는 지금으로부터 40억 년후에 충돌할 것으로 예측되며 충돌 동안에 중요한 변신을 하게 될 운명이라고 한다. 태양은 우리 은하의 새로운 지역으로 던져질 것이지만 우리의 지구와 태양계는 파괴되는 위험을 겪지 않는다.

"우리의 발견은 통계적으로 안드로메다 은하와 우리 은하 사이의 정면 충돌(head-on collision)과 일치한다"고 볼티모어의 우주 망원경 과학 연구소 (STScl)의 롤란드 반 더 마렐(Roeland van der Marel) 박사가 말했다. "안드로메다 은하와 우리 은하의 미래 운명에 대한 거의 1세기 동안의 고찰 후에, 우리는 적어도 이 사건이 앞으로 수십 억 년에 걸쳐서 어떻게 나타날 것인가에 대한 명확한 그림을 그릴 수 있게 되었다"라고 우주 망원경 과학 연구소의 손상모 박사는 말했다. 컴퓨터 시뮬레이션은 중력 조석 작용 하에 완전하게 합병하고 국부 우주(local universe)에서 일반적으로 관측되는 것과 유사한 단일 타원 은하가 될때까지 상호 작용하는 은하의 충돌 후에 20억 년이 더 걸린다는 것을 보여준 허블우주망원경(HST)의 데이터로부터 얻었다. 

1세기 전 천문학자들은 안드로메다 은하가 우리 은하의 별들보다 훨씬 멀리 떨어져 있는 은하라는 것을 알지 못했다. 에드윈 허블(Edwin Hubble)은 알려진 변광성을 통해 안드로메다 은하가 먼 거리에 있다는 것을 알아내었다. 이전까지는 충돌이 발생할 지,  서로 빗나가게 될지,  정면 충돌을 하게 될지에 대해 전혀 알려진 것이 없었다. 이것은 안드로메다 은하의 접선 운동(tangential motion: 태양에 대한 별의 위치 변동에 관하여, 지구에서 그 별을 보았을 때의 시선에 수직인 방향으로 잰 거리)에 달려 있었다. 1세기 이상동안 시도에도 불구하고 천문학자들은 지금까지 하늘에서 안드로메다 은하의 접선 운동을 측정할 수 없었다. 그러나 반 더 마렐(van der Marel)이 이끄는 허블우주망원경 팀은 안드로메다 은하의 측면 운동에 대한 전례없는 정확한 관측을 이끌어 내어 우리 은하와 안드로메다 은하가 충돌하고 합병할지에 대한 의문을 완전히 제거시켰다.

이 사진은 우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌 경로를 보여준다. 은하들은 그들 사이의 변경할 수 없는 중력적 끌어당김하에 서로를 향해 움직인다. 더 작은 은하인 삼각형자리의 바람개비 은하(M33)도 또한 이들과 충돌할 것이다. (Credit: NASA; ESA; A. Feild and R. van der Marel, STScI)

일련의 사진들은 우리 은하와 이웃한 안드로메다 은하 사이의 예측된 합병을 보여준다.

1. 지구에서 바라본 현재의 밤하늘.

2. 20억 년에 접근하는 안드로메다 은하의 원반이 눈에 띄게 더 커짐.  

3. 37억 5천만 년에 안드로메다 은하가 시야를 가득 채움.

4. 38억 5천만 년에 하늘은 새로운 별 형성으로 빛남.

5. 39억 년에 별 형성이 진행중.

6. 40억 년에 안드로메다 은하가 늘어지고, 우리 은하는 뒤틀림.  

7. 51억 년에 우리 은하와 안드로메다 은하의 중심부가 밝은 쌍으로 나타남.

8. 70억 년에 합병된 은하들은 거대한 타원 은하를 형성하고 그것의 밝은 중심부는 밤하늘에서 두드러지게 나타남. (Credit: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas, and A. Mellinger)

Visualization Credit: NASA; ESA; and F. Summers, STScI.  

Simulation Credit: NASA; ESA; G. Besla, Columbia University; and R. van der Marel, STScI.

- References

http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/milky-way-collide.html

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/20

http://www.nasa.gov/mp4/654254main_v1220j_H264l.mp4

http://www.nasa.gov/mp4/654255main_v1220k_H264l.mp4