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우리는 일반적으로 은하가 마치 우주라는 바다 위의 섬과 같은 존재로 같은 곳에 상주하며 회전하는 존재라고 생각하기 쉽다. 그러나 실제로 우주 내의 은하들은 동적인 존재로 매우 빠르게 움직이고 있다. 또한 우리로부터 멀리 떨어진 은하일수록 더 빠르게 이동하고 있다.
우리와 가장 가까운 은하는 우리은하로부터 170,000광년이나 떨어져 있을 만큼 은하와 은하 사이에는 엄청나게 넓은 공간이 존재하지만, 종종 서로 충돌하기도 한다. 두 은하가 충돌할 경우 그 결과는 대참사라는 말로도 표현할 수 없을 만큼 엄청난 사건이 일어난다.
두 은하 사이의 거리가 가까워지게 되면, 두 은하는 서로의 중력장에 영향을 받게 된다. 그리고 머지않아 가스 성운과 먼지 등 물질이 이동하는 흐름이 눈에 보이기 시작한다. 이러한 과정이 계속되면 은하의 외형 또한 크게 달라진다. 이 흐름의 방향에 따라 두 개의 은하는 하나로 합쳐져 더 큰 은하를 구성할 수도 있다.
이는 현재 NGC4038과 NGC4039 사이에서 일어나고 있는 현상이다. 결국 두 은하는 합쳐져 하나의 거대 은하를 이루게 될 것이다.
세이퍼트 은하
은하들을 모양에 따라 분류하려던 허블의 노력에도 불구하고, 그가 정의한 네 가지 분류로는 모든 은하의 형태를 설명할 수 없었다. 허블 이후, 이전의 은하들보다 훨씬 신비롭고 색다른 구조를 지니고 있는 두 종류의 새로운 은하가 발견되었다. 첫 번째는 1943년 미국인 천문학자 세이퍼트가 발견한 은하였다. 세이퍼트는 일반 나선 은하의 스펙트럼을 관찰하던 도중, 엄청나게 뜨거운 수소 가스들이 은하의 중심에 집약되어 있는 것을 발견하였다. 이 가스는 최대 수천㎞/s라는 엄청난 속도로 팽창하고 있었다. 또한 일반적인 사진에서는 정상으로 보였으나, 실제로는 엄청난 양의 적외선을 방출하고 있었다. 이 은하의 엄청난 방사선과 X선 양으로 미루어 보았을 때 은하의 중심핵에는 블랙홀이 존재한다는 것을 알 수 있었다.
천문학자들은 세이퍼트 은하가 전체 은하의 1% 정도를 차지하고 있다고 보고 있다. 그러나 아직까지 모든 나선형 은하 중 1%가 세이퍼트 속성을 가지고 있는지에 대한 여부는 확인하지 못하였다.
퀘이사
세이퍼트 은하는 나선형 은하의 특이한 종류로 분류될 수 있겠지만, 1962년 발견된 것은 새로운 종류의 것으로 밝혀졌다. 이것이 바로 퀘이사인데 매우 오래되었으며, 우주에서 가장 희귀하고 밝은 천체 중의 하나이다.
퀘이사는 QSOs(quasi-stellar object, 준항성체) 중의 하나로 퀘이사 이름은 ‘quasi-stellar radio source(준성전파원)’의 준말이다. 이 작은 은하들은 지름이 2광년 정도밖에 되지 않지만, 지름이 100,000 광년에 달하는 은하들보다 천 배는 더 밝게 빛난다.
이토록 밝게 빛나기 때문에 퀘이사는 지구에서 100억 광년이나 떨어져 있음에도 불구하고 관측이 가능하다. 퀘이사의 중심에서는 엄청난 양의 방사선이 방출된다. 대부분의 천문학자들은 퀘이사 중심에 존재하는 초대질량 블랙홀로 가스들이 빛의 속도로 빨려 들어가면서 엄청난 에너지가 방출된다고 보고 있다.
여태껏 발견된 퀘이사 중 가장 밝은 것은 우리은하에서 가장 가까운 곳에 있다. 지구에서 약 20억 광년 떨어져 있는 NGC 3C 273은 거의 빛의 속도로 팽창 중인 핵을 가지고 있으며, 이는 퀘이사 중심에 블랙홀이 존재하고 있음을 알려준다. 퀘이사는 너무도 밝기 때문에, 이들 중 일부가 태양이 생기기 50억 년 전에 발생했음에도 여전히 관측 가능하다.
퀘이사는 엄청난 양의 에너지를 방출하지만 이를 맨눈으로 확인하는 것은 불가능하다. 그런데 이들이 지구와 떨어진 거리를 생각하면 그리 놀라운 일도 아니다. 퀘이사는 방사선과 광파 외에도 엄청난 양의 X선, 감마선, 자외선, 그리고 적외선을 방출한다.
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글
영국 과학박물관의 과학자이자 수학자로, 옥스퍼드 사전 편찬 작업에 컨설턴트로 참여했다. 테크놀로지, 우주 등 다양한 과학 분야에서 일반인을 위한 작품을 집필 중에 있다.
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