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| 국부 은하군의 지도 |
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| 인류의 진정한 한계 - 절대 건널 수 없는 마지막 경계 |
1. 개요
局 部 銀 河 群 / Local group국부 은하군은 우리 은하를 포함한 최소 54개 이상의 은하가 직경 대략 천만 광년 정도의 영역 안에 모여있는 은하군이다. 처녀자리 초은하단(Virgo Supercluster)[1]을 구성하는 은하군이기도 하다.
국부(局部)란 단순히 '우리 은하가 있는 지역(Local)의 은하군(group)'이란 뜻이다.
2. 구조
많은 숫자의 은하가 모여있긴 하나 국부 은하군에서 충분히 크다고 말할 수 있는 은하는 안드로메다 은하, 우리 은하 2개뿐으로, 안드로메다 은하와 우리 은하를 핵으로 하는 이중핵 구조이다. 3위에 해당하는 삼각형자리 은하는 은하계 평균 정도는 되지만, 이 둘의 수십분의 일 수준이기에 축에 끼지 못한다.[2] 그 외 대부분 규모가 작은 왜소은하나 형태가 일정하지 않은 불규칙은하와 같은 쩌리들에 불과하며, 그마저도 대부분 안드로메다 은하와 우리 은하에 묶여있는 위성은하이다. 위성은하가 아닌 왜소은하도 일부 존재하지만 말 그대로 극소수이다.우리가 국부은하군의 중심 은하중 하나인 우리은하에 위치해 있어서 인지는 몰라도, 국부은하군을 평범한 은하군이며 처녀자리 은하단에 비해 별 볼일없는 변방의 은하군으로 인식하는 경우가 다수다. 하지만, 결론부터 말해서 국부 은하군은 국부 시트의 독특한 특성과 함께 우주 전역 기준에서도 가장 독특한 은하군이기도 하다. 국부 은하군은 남부 공동(Southern Void)와 국부 공동(Local Void) 사이에 위치해 있는 차가운 벽[3]에 위치해 있는데, 문제는 일반적으로 차가운 벽에서는 거대한 은하가 형성되기 어렵다는 점이다. 일반적으로 차가운 벽에서 국부시트만큼의 거대한 은하 그룹이 형성될 확률은 0.2 ~ 0.001% 사이이며 이는 5억 ~ 7억 광년에 한번 관찰될까 말까한 확률이다.
크기를 기준으로 안드로메다 은하를 1위, 우리 은하를 2위, 삼각형자리 은하를 3위로 나열하는 것이 일반적이다. 2000년대 이후 추가 관측을 통해서 크기는 안드로메다 은하가 훨씬 크지만, 질량은 우리 은하가 훨씬 무겁다고 결론이 난 상태이다. 이는 우리 은하가 상대적으로 암흑 물질을 더 많이 가지고 있기 때문이다. 더 최근의 연구에 따르면 안드로메다 은하나 우리 은하나 질량이 엇비슷하거나 우리 은하가 좀 더 작은 수준(안드로메다의 ~80%)으로 추정된다. 또한 직경 백만 광년에 이르는 안드로메다 은하의 거대한 헤일로의 존재(우리 은하도 비슷한 크기지만)는 결코 은하가 가볍지 않음을 의미한다.
또한 크기도 안드로메다와 동급일 가능성을 제시하는 연구도 있어 얼마든지 바뀔 가능성은 있다.[4] 서열 3위인 삼각형자리 은하는 지름이 6만 광년 정도로 우주 전체를 기준으로 보면 대략 평균적인 크기의 나선은하이지만, 앞에 두 은하의 크기 및 존재감이 워낙 커서[5] 대중적 인지도는 낮다. 또한 삼각형자리 은하는 안드로메다 은하의 중력에 묶여서 공전하고 있는 위성은하일 가능성 역시 제시되고 있다.
보통 54개의 은하가 국부 은하군을 구성한다고 알려져 있으나 실제 그 숫자는 유동적으로 54개란 것도 정확히 현재 지구에서 관측 및 판명된 은하의 숫자에 불과하다. 은하인지 아닌지 애매해서[6] 좀 더 연구를 해야되는 놈들도 있을뿐더러, 지구에서 은하수 때문에 관측이 불가능한 영역도 존재하여 실제로는 그보다 더 많은 수의 은하가 국부 은하군 내에 존재할 것으로 추측하고 있다. 그리고 끊임없이 동적으로 변화하는 중이다. 우리 은하와 안드로메다 은하는 계속해서 주변의 왜소 은하들을 먹어 치우고 있으며[7] 삼각형자리 은하가 안드로메다 은하를 60억 년 주기로 돌고 있다는 기존 가설은 성립할 수 없다는 점이 최근에 확인됐으며, 지금도 안드로메다 은하로 빨려들어가고 있다고 결론지었다.
국부 은하군은 주변의 센타우루스자리 A/M83 은하군, 마페이 은하군, M81 은하군, IC 342 은하군, 조각가자리 은하군, 사냥개자리 I 은하군과 함께 국부 시트라는 소규모 필라멘트를 구성하고 있으며, 이 국부 시트 구조에서 가장 질량이 집중되어 있는 부분이 국부 은하군이다.
3. 미래
안드로메다 은하와 우리 은하는 45억 년이 지난 뒤에 국부 은하군 내에서 마지막으로 충돌할 예정이다. 이렇게 해서 생길 최종적 단일 은하는 밀코메다라고 불리곤 한다. 밀코메다는 타원 은하가 될 것으로 예상된다. 다만 이러한 변화들은 국부 은하군의 거대한 크기 때문에 인간의 기준에서 무지막지하게 긴 시간[8]에 걸쳐 일어나게 된다.우주의 팽창에 의해 국부 은하군 외부의 모든 은하들은 언젠가 빛보다 빠른 속도로 국부 은하군에서 멀어져 영원히 도달할 수 없게 되며, 워프나 웜홀 등 초광속 여행이 가능하지 않는 한 볼 수도 갈 수도 없는 곳이 된다.
사실, 이미 관측 가능한 우주 전체의 94%는 우주론적 사건의 지평선 너머로 저물어 볼 수는 있지만 절대 도달할 수 없는 곳들이다. 지금 우리가 보는 빛이 출발하던 시점에는 도달할 수 있을 만큼 가까웠지만 지금은 빛의 속도로도 도달이 불가능할 만큼 멀어졌기 때문이다. 그 도달 가능한 6%의 가까운 은하단들조차 미래에는 국부 은하군 내의 은하를 제외하면 인류가 도달할 수 없는 범위로 넘어간다는 말이 된다. 1100만 광년 거리에 있는 가장 가까운 은하군인 IC 342 은하군과 마페이 은하군조차 이미 국부 은하군으로부터 멀어지고 있는 중이다. 다만, IC 342 은하군과 마페이 은하군의 경우 회피대에 위치해 있어, 전경에 있는 먼지로 인해 밝기가 얼마나 감소되는지에 따라 거리값과 적색편이가 달라지기 때문에, 현재 알려져 있는 거리와 적색편이가 불확실하다. 또한, 예전 연구에 따르면, IC 342 은하군과 마페이 은하군은 과거 국부 은하군의 소속이었지만, 안드로메다 은하와의 상호작용으로 인해 국부 은하군 바깥으로 방출되었고, 향후에 다시 국부 은하군과 충돌할 가능성을 배제할 수 없다고 하니, 두 은하군이 완전히 멀어지고 있다고 판단하는 것은 아직 무리다.
반면 국부 은하군 내의 천체들은 중력의 영향이 더 강해서 서로 끌어당기는 힘이 더 강하기에 이렇게 분리되지 않으며, 시간이 지남에 따라 점점 더 가까워진다. 1 정년 정도가 흐른 뒤에는 서로 끌어당기던 국부 은하군의 모든 천체가 합쳐져 하나의 초거대 블랙홀을 이루게 된다. 이 초거대 블랙홀은 무려 지름이 3광년에 달할 것이며, 대략 구골년 정도가 지난 뒤 소멸하게 된다.
4. 문서가 개설된 구성원
| 은하 종류 | 국부은하군의 은하 목록 | ||
| 나선은하 | |||
| 정상나선은하 | 안드로메다 은하 | ||
| 막대나선은하 | 우리 은하 | ||
| 중간나선은하 | 삼각형자리 은하 | ||
| 마젤란형 은하 | 대마젤란 은하 | ||
| 타원 은하 | |||
| 왜소타원은하 | M110 | NGC 147 | |
| M32 | |||
| 왜소구형은하 | NGC 185 | IC 1613 | |
| 목동자리 왜소은하 | |||
| 불규칙 은하 | 소마젤란 은하 | 바너드 은하 | |
[1]
국부
초은하단(Local Supercluster)이라 쓰기도 한다. 하지만 2014년 하와이대학 천문탐사팀이 새롭게 정립한 것에 따르자면 국부 초은하단이라는 명명은 거대 인력체에 의해 새롭게 정립된
라니아케아 초은하단에 넘겨주었다.
처녀자리 초은하단은
라니아케아 초은하단 외곽에 자리한 것으로 나타난다.
[2]
또한, 동역학적인 분석에 따르면 안드로메다 은하와 삼각형자리 은하는 과거에 한 번 매우 가까이 스쳐지나간 적이 있다. 즉 삼각형자리 은하는 국부 은하군의 하위 은하군에 해당하는 안드로메다 은하 은하군에 어느 정도 역학적으로 관계되어 있다.
[3]
여기서 '차가운'은 고유속도 분산이 낮은 것을 의미하며, 벽은 일반적인 은하 필라멘트 구조중에서도 얇은 구조를 의미한다.
[4]
참고로 여러 관측 분석을 통한 안드로메다 은하의 항성 원반은 흔히 사진에서 보이는 눈에 띄는 것이 전부가 아니기 때문에 직경 약 20만 광년 정도로 더 크게 측정된 것이다.
[5]
우리 은하와 안드로메다 은하는 국부 은하군의 쌍핵이자 각 하위 은하군의 중심 은하이다. 이런 은하들은 우주 전체를 통틀어도 가장 무거운 편에 속한다.
[6]
안드로메다은하의 위성은하 안드로메다 IV가 이에 해당한다.
[7]
우리 은하와 안드로메다 은하는 국부 은하군에 속한 은하들 중에서 큰 은하에 속하기 때문에, 국부 은하군에 속한 54개 정도의 은하를 40억 년 후쯤에는 전부 잡아먹었을 것으로 추정하고 있다.
[8]
은하단의 동역학적 시간 규모는 우주에서 가장 거대하다. 우주의 탄생부터 지금에 이르기까지 타원 은하와 같은 완숙한 은하들이 계속해서 등장하고 있지만, 은하단은 여전히 진화 중이다. 은하단의 최종 형태는 모든 은하들이 병합하여 cD형 은하와 같이 거대한 타원은하 단 하나만으로 이루어진 화석 은하단이나 화석 은하군이 될 것이다.