약 40억 년 뒤 우리 은하와 안드로메다 은하가 충돌할 수가 있다고 합니다. 오늘은 안드로메다 은하의 구성과 회전 그리고 과학계에 미친 영향에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
안드로메다 은하의 구성
M31로도 알려져 있는 안드로메다 은하는 지구에서 약 250만 광년 떨어져 있으며 우리 은하에서 가장 가까운 거대 은하입니다. 직경은 약 220,000광년이며 크기는 은하수의 약 두 배 정도입니다. 밤하늘에서 가장 잘 보이는 은하이기 때문에 과학자들이 연구하기에 이상적인 은하입니다. 모양은 중앙팽대부와 나선 팔을 가진 고전적인 나선 모양이며 나선 팔은 먼지, 가스, 은하에 푸른 색조를 띄고 젊고 뜨거운 별들로 구성되어 있습니다. 질량은 1조 태양 질량으로 추정되며 태양과 같은 수천억 개의 주계열성을 포함하여 1조 개가 넘는 별을 포함하고 있습니다. 은하의 중심 팽대부와 원반은 더 붉게 보이고 더 오래되고 더 차가운 별들로 구성되어 있습니다. 안드로메다 은하는 주로 우주에서 가장 가벼운 두 가지 원소인 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 또한 별의 핵에서 생성되어 별이 죽을 때 은하계로 방출되는 탄소, 산수, 질소와 같은 상당한 양의 무거운 원소를 포함합니다. 그리고 빛을 방출하거나 흡수하거나 반사하지 않는 신비한 물질인 암흑물질도 다량 포함하고 있으며 암흑 물질은 은하 질량의 약 90%를 구성하고 나머지는 별, 가스 및 먼지와 같은 눈에 보이는 물질로 구성되어 있다고 알려져 있습니다.
안드로메다 은하의 회전
가장 큰 특징 중 하나입니다. 은하는 약 2억 4천만 년 주기로 중심 주위를 회전합니다. 이 회전은 은하의 원반과 팔에서 볼 수 있는 나선 구조의 원인이 됩니다. 은하의 자전은 도플러 효과와 은하 자전 곡선 관측 등 다양한 기법을 이용해 측정할 수 있습니다. 도플러 효과는 광원과 관찰자 사이의 상대 운동으로 인한 빛의 파장 이동입니다. 안드로메다의 경우 은하 한쪽에 있는 별에서 방출되는 빛은 스펙트럼의 파란색 끝쪽으로 이동하고 은하 반대편에 있는 별에서 방출되는 빛은 스펙트럼의 빨간색 끝쪽으로 이동합니다. 이를 통해 은하의 회전 속도와 방향에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 그리고 은하의 회전 곡선 관측을 통해 회전이 균일하지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 중력의 법칙에 따르면 은하의 회전 속도는 중심에서 멀어질수록 감소해야 함에도 불구하고 회전 곡선이 평평하여 은하의 회전 속도가 중심에서 멀어짐에 따라 감소하지 않음을 확인하였습니다. 즉 평평한 회전 곡선은 암흑물질로 알려진 보이지 않는 질량이 있다는 것을 암시합니다. 이 암흑물질은 중심에서 먼 거리의 은하가 높은 회전 속도를 유지하는데 필요한 추가 중력을 제공한다고 여겨집니다.
안드로메다 은하의 과학계에 미친 영향
첫번째는 은하의 진화입니다. 안드로메다는 우리 은하와 비슷한 크기와 구조를 가진 나선 은하입니다. 안드로메다 은하를 연구함으로써 천문학자들은 별의 형성, 암흑물질의 분포, 거대질량 블랙홀의 성장을 포함하여 은하의 형성과 진화의 과정에 대해 배울 수 있습니다. 두 번째는 거리측정입니다. 약 250만 광년 거리에 있는 우리 은하보다 상대적으로 가깝습니다. 이것은 거리 측정 및 기타 관측 기술에 대한 정보를 제공합니다. 세 번째는 암흑물질에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 많이 알려진 바와 같이 안드로메다 은하는 상당한 양의 암흑물질을 포함하고 있습니다. 천문학자들은 암흑물질분포를 연구함으로써 분포, 밀도, 눈에 보이는 물질과의 상호작용 등을 배울 수 있습니다. 네 번째는 항성의 군집(Stellar Populations)입니다. 안드로메다 은하는 여전히 활발히 형성되고 있고 젊고 뜨거운 별뿐만 아니라 에너지를 소진하고 오래된 차가운 별을 포함하여 다양한 별들이 있습니다. 천문학자들은 화학적 구성, 나이, 질량을 포함하여 이 별들의 특성을 연구함으로써 은하 자체의 전반적인 구조와 역학뿐만 아니라 은하계에서 별 형성의 역사에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 다섯 번째는 우주론연구의 이해입니다. 우주의 대규모 구조 연구에 대한 귀중한 표본을 제공하기 때문에 우주론 연구의 중요한 대상입니다.
