은하는 항성과 백색왜성, 중성자별, 블랙홀, 성간물질과 암흑물질 등이 중력에 의해 모여있는 거대한 천체다. 천문학자들은 약 50억 년 뒤에는 우리 은하가 250만 광년 떨어져 있는 이웃의 안드로메다은하와 충돌할 것이라고 예측하고 있다.
우리 은하와 크기는 비슷하고 질량은 약 3분의 1로 알려진 안드로메다와 우리 은하가 충돌하면 과연 무슨 일이 벌어질까?
이전에는 은하 사이의 충돌이 반드시 은하 중심에 있는 거대한 블랙홀의 활동을 증가시킬 것이라고 생각했다.
은하핵에서 가스가 떨어져 나가는 모습을 그린 상상도. © 2021 Miki et al.
그러나 일본 도쿄대 연구팀이 최근 다양한 은하 충돌 시나리오에 대해 슈퍼컴퓨터로 정확한 시뮬레이션을 수행한 결과, 일부 충돌은 오히려 중앙 블랙홀의 활동을 감소시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
그 이유는 은하들의 정면충돌이 은하 물질의 핵을 제거해 은하 안에 있는 블랙홀에 대한 연료 공급을 끊을 수 있기 때문이다.
‘네이처 천문학(Nature Astronomy)’ 25일 자에 발표된 이번 연구는 우리 은하 진화에 대한 이해의 폭을 넓힐 것으로 보고 있다. <관련 동영상>
“은하 충돌, 구름의 결합과 가까워”
은하의 충돌과 같은 거대한 현상에 대해 생각할 때는 별이 부서지고 폭발하며 엄청난 규모로 파괴되는 일종의 우주 대재앙을 상상하고 싶은 충돌을 느낄 수 있다.
그러나 실제로는 은하 충돌이 한 쌍의 구름이 결합하는 것과 더 가까울 수 있다는 것이다. 구름이 부딪칠 때는 통상 큰 구름이 작은 구름을 흡수한다.
두 가지 다른 시나리오를 동적 모델로 시뮬레이션한 이미지. 맨 위는 코어 활동이 감소하는 은하 충돌을 나타내고, 아래쪽은 코어 활동이 증가하는 은하 충돌을 보여준다. © 2021 Miki et al.
마찬가지로 은하가 부딪칠 때 은하 안에 있는 별들이 충돌할 가능성은 거의 없다는 것이다. 이전에는 은하가 충돌할 때 그 결과는 엄청날 수 있다고 얘기돼 왔다.
은하들은 여러 다른 방식으로 충돌한다. 어떤 때는 작은 은하가 더 큰 은하의 바깥 부분과 충돌해 통과하거나 합쳐지며, 어느 경우든 충돌하는 경로를 따라 많은 별들이 교환된다.
“은하 충돌이 반드시 블랙홀 활동 증가시키지는 않아”
그러나 은하들이 정면으로 충돌할 수도 있다. 이 경우에는 작은 은하가 큰 은하의 압도적인 조석력(tidal forces)에 의해 찢어질 수 있다는 것이다. 이 시나리오에서는 은하핵 안에서 예상과 달리 매우 흥미로운 일이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.
논문 제1저자인 도쿄대 요헤이 미키(Yohei Miki) 연구원은 “대부분의 은하 중심에는 거대한 블랙홀(MBH)이 있다”며, “천문학자들은 오랫동안 은하 충돌을 탐구해 오면서, 은하가 충돌하면 항상 거대 블랙홀에 핵 안의 물질 형태로 연료를 공급할 것이라고 추정해 왔다”고 말했다
우주의 다양한 은하들 모습. © Kosmo
이 추정에 따르면 블랙홀에 대한 연료 공급은 블랙홀의 활동을 크게 증가시켜 우리가 자외선과 X선으로 이를 관찰할 수 있다고 생각해 왔다는 것.
그러나 이번 연구 결과, 그런 일련의 사건들이 반드시 일어나는 불가피한 일이 아니며, 실제로는 때때로 정반대의 현상이 일어난다고 믿을 만한 충분한 근거를 확보하게 됐다는 것이다.
“우리 은하, 이전에도 수많은 은하들과 충돌”
은하 충돌은 거대 블랙홀의 활동을 증가시킬 뿐이라는 개념이 논리적으로 보이지만, 미키 연구원 팀은 이 개념을 테스트해 보고자 했다. 이들은 은하 충돌 시나리오를 매우 상세한 모델로 구성하고 슈퍼컴퓨터로 이를 시뮬레이션 했다.
‘네이처 천문학’ 25일 자에 발표된 논문. © Springer Nature / Nature Astronomy
연구팀은, 어떤 상황에서는 큰 은하 쪽으로 진입해 오는 작은 은하가 실제로는 큰 은하의 거대 블랙홀 주위 물질들을 제거해 버릴 수 있다는 시뮬레이션 결과를 보고 개가를 올렸다. 새로운 사실을 확인했기 때문이다.
이 결과는 기존 이론과 달리 은하 충돌이 거대 블랙홀의 활동을 증가시키는 대신 감소시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
미키 연구원은 “이번 연구에서는 거대 블랙홀을 둘러싼 둥근 도넛 모양의 가스 물질의 동적 진화를 계산했다”며, “만약 진입해 오는 은하가 거대 블랙홀의 속성에 의해 결정된 어떤 임곗값 이상으로 둥근 원환체를 가속화시킨다면 이 가스 물질들이 방출돼 버려 거대 블랙홀이 굶어 죽을 수 있다”고 설명했다.
거대 블랙홀에 대한 이런 활동 억제가 얼마나 오랫동안 지속될지는 아직 확실치 않으나, 이런 사건들은 100만 년 정도는 지속될 수 있다고 보고 있다. 연구팀은 우리 은하가 이전에 수많은 작은 은하들과 충돌했다고 확신하고 있다.
(16803)
로그인후 이용 가능합니다.
대한민국의 내일을 바꿀 발명 기술 1위로 '인공지능'(AI) 이 선정됐다. 특허청은 발명의 날(5월 19일)을 앞두고 국민이 뽑은 '대한민국 내일을 바꿀 10대 발명 기술'을 18일 발표했다. 인공지능 기술에 이어 2위는 로봇, 3위는 미래차가 차지했으며 수소(4위), 에너지(5위) 등이 뒤를 이었다.
라오스 고대 동굴서 화석 인류인 데니소바인 소녀에게서 나온 것으로 추정되는 어금니가 발견돼 학계에 보고됐다. 네안데르탈인의 사촌 격인 데니소바인은 화석이 드문데다 동남아 열대 지역 거주가 확인된 것은 처음이다. 호주 플린더스대학과 외신 등에 따르면 코펜하겐대학 고인류학자 파브리세 데메테르 박사 등이 참여한 국제 연구팀은 라오스 북동부 안남산맥의 석회암 동굴 '탐 은구 하오(Tam Ngu Hao) 2'에서 발굴한 어금니 화석에 대한 연구 결과를 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션'(Nature Communications)에 발표했다.
천식 치료제 알부테롤(albuterol)과 부데소니드(albuterol)를 병행 투여하면 천식 발작을 크게 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 천식 발작은 천식이 악화해 호흡이 빠르고 숨을 내쉬기 힘들게 되는 상태로 응급실 이송이나 입원이 필요하게 된다. 심하면 사망할 수도 있다. 기관지 확장제인 알부테롤은 속효성(short-acting) 베타-2 항진제로 기도에 있는 베타 수용체와 결합, 평활근을 이완시켜 천식 발작을 억제한다.
12일 국제 '사건지평선망원경'(EHT) 협력단이 발표한 우리 은하 중심부에 있는 블랙홀의 실제 이미지 포착은 한국천문연구원 연구진도 참여해온 EHT 프로젝트를 통해 거둔 획기적인 성과다. 블랙홀이라고 하면 대부분 영어 단어 뜻 그대로 해석해 '검은 구멍'을 떠올리지만 블랙홀은 빛조차 흡수해 버리기 때문에 직접 볼 수 없다.
1형 당뇨병은 인슐린을 생성하는 췌장의 베타세포가 자가면역 반응으로 파괴되는 병이다. 이렇게 베타세포가 손상되면 인슐린 부족으로 혈당치가 급격히 치솟아 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 그래서 1형 당뇨병 환자는 매일 인슐린을 투여해야 한다.
아프리카나 중동에 주로 서식하는 열대·아열대성 곤충인 '푸른아시아실잠자리'가 북위 37.7도인 우리나라 파주시에도 사는 것이 확인됐다. 국립생물자원관은 '기후변화 생물지표종'인 푸른아시아실잠자리가 경기 파주시에서 관찰되기 시작했다고 17일 밝혔다.
한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 임은경 박사 연구팀과 건양대 문민호 교수 공동연구팀이 혈액 검사로 초기 알츠하이머병을 조기 진단할 수 있는 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다. 기억 상실·인지 장애를 동반하는 노인성 치매인 알츠하이머병은 현재까지 효과적인 치료 방법이 없어 정확한 조기 진단으로 증상의 진행을 늦추는 게 최선이다. 연구팀은 알츠하이머병 환자 혈액에서 마이크로RNA(miRNA)의 일종인 miR-574가 매우 증가하는 사실을 확인하고, 이를 검출할 수 있는 진단시스템을 개발했다.