가장 정밀한 우주 지도가 나왔다

가이아 우주망원경 160만 년 동안 움직임도 예측

유럽우주국(ESA)이 발사한 가이아 우주망원경이 보낸 최신 데이터를 바탕으로 과학자들이 우리 은하의 별 10억개의 위치, 거리, 색깔, 움직임 등을 지도로 그렸다. 이 은하수 지도는 지금까지 만들어진 우리 은하의 이웃 별들을 찍은 지도 중에서 가장 상세한 것이다.

과학자들은 이 지도를 이용해서 별들의 위치를 3D 모델로 그린 다음, 별들이 앞으로 160만년 동안 어떻게 우주공간에서 움직일 것인지를 예측해서 그 움직임을 선으로 표시했다. 별들은 궤도가 조금씩 다르고, 움직이는 속도도 다르다.

별의 위치와 움직임을 표시한 우주지도 ©ESA / Gaia / DPAC

이렇게 많은 별들이 움직이는 궤도를 표시한 지도는 마치 누에고치가 하얗게 수세미처럼 복잡한 선으로 얽힌 것 같이 매우 신비하면서도 아름다운 그림을 생각나게 한다.

가이아 우주망원경 10억개 별 움직임 추적

특히 태양을 중심으로 100파섹(약 330광년) 내 있는 별은 아주 희미한 것을 제외한 거의 모든 별을 포함하는 것으로서 30만 개 이상의 별의 정확한 위치를 파악했다.

영국 레스터 대학의 천문학자 겸 우주 과학자인 마틴 바트스토우 (Martin Bartstow) 박사는 “이것은 지구의 이웃에 대한 이해를 크게 증가시킨 것”이라고 덧붙였다.

이 지도에 나오는 별들은 우리가 육안으로 볼 수 있는 크고 밝은 별에서부터 별이 되기에는 아주 작은 초냉각 왜성까지 다양하다. 몇 개 별은 심지어 수십억년 전에 우리 은하에 병합된 왜소 은하의 잔해이다. 이들은 고대 왜소 은하계의 종말에서 남겨진 이동 패턴을 간직하고 있기 때문에, 우리 은하에 오래전부터 있던 것들과 구별된다.

가이아 우주 망원경은 2013년 12월 19일 10.5년의 관측 임무를 위해 발사됐다. 2014년 1월 8일, 가이아 우주 망원경은 태양으로부터 약 150만 킬로미터 떨어진 안정적인 궤도인 L2 라그랑주(Lagrange) 지점에 머물러 있다. 내년에 발사될 예정인 NASA의 제임스 웹(James Webb) 우주 망원경도 같은 지역에 자리잡게 된다.

이 위치에서 가이아는 10억 화소 카메라를 이용해 18억 천문체의 위치, 거리, 움직임을 극도의 디테일로 정확히 파악해 일련의 상세한 데이터 공개로 추정치를 다듬는 등 지속적으로 하늘을 관찰하고 있다.  그 중 가장 최근의 것이 왕립천문학회(Royal Astronomical Society)이 주최한 회의에서 발표됐다.

궁극적인 목표는 달에 있는 책 제목을 읽는 것과 비슷한 정밀도로 이 별들의 위치를 측정하는 것이다. 이 때문에 천문학자들은 멀리 떨어진 별을 정확하게 볼 수 있을 뿐 아니라, 그들의 위치가 시간에 따라 어떻게 변화하는지 움직임을 추적할 수 있게 해준다.

Laurent Chemin for Gaia DPAC and Collaboration ©ESA / Gaia / DPAC

과학자들은 마젤란 성운 같이 우리 은하 인근의 별도 추적할 수 있다. 과학자들은 마젤란 성운의 회전을 더 잘 이해할 뿐 아니라 별의 움직임을 지도화 할 수 있었다.

오랫동안 추측해 온 것처럼 천문학자들은 실제로 소마젤란 성운이 대마젤란 성운으로 흘러가고 있다는 것을 확인했다. 대마젤란 성운의 더 큰 중력이 소마젤란 성운으로부터 가스와 별들을 제거함에 따라 이같은 흐름이 발생한다.

가이아 데이터로 천문학 분야 혁명적 발전

케임브리지 대학의 플로어 판 리우웬(Floor van Leeuwen)은 또 태양계가 시간의 흐름에 따라 그 움직임이 어떻게 변화하는지를 측정하는 것도 가능하다고 말한다.

판 리우웬 연구팀은 우리 은하의 중력이 중앙을 중심으로 궤도를 구부러지는 정도를 분석해서 백만 년 당 초속 7.3 킬로미터씩 구부러지고 있다고 측정했다.

한편, 가이아 우주 망원경이 보내온 새로운 데이터는 천문학자에게 공개되었다. 이 데이터 공개 덕분에 연간 1500편 이상의 논문이 나오고 있다. 가이아 데이터에 의해 혁명화되지 않는 천문학 분야는 거의 없다는 것이다.

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