안드로메다은하 [ Andromeda galaxy ]

안드로메다은하는 안드로메다 별자리에 있는 유명한 은하로서, 우리은하에서 250만 광년 떨어진 곳에 있으며 최초로 발견된 외부은하이다

안드로메다은하는 우리은하처럼 거대 나선은하에 속한다. 질량은 태양의 1조 배로서, 우리은하의 질량과 비슷하다. 이 은하의 크기는 22만 광년으로서 매우 크다. 안드로메다은하의 회전곡선은 은하에 암흑물질이 있음을 뒷받침하는 강력한 관측증거가 되었다. 안드로메다은하는 다수의 구상성단과 위성은하를 가지고 있어 은하 형성 연구에 큰 도움이 된다. 안드로메다은하는 우리은하와 더불어 국부은하군에 속한다. 안드로메다은하는 우리은하로 접근하고 있어, 40억년 후에는 두 은하가 충돌하여 합병이 시작될 것이며, 합병이 끝나는 70억년 후에는 하나의 거대한 나선은하가 될 것으로 보인다.

 

그림 2. 안드로메다은하의 다파장관측 사진, 왼쪽부터 전파사진, 적외선사진, 광학사진, 자외선사진,엑스선서진. 전파사진은 성간물질에서 나오는 빛, 적외선사진은 성간 먼지에서 나오는 빛, 광학사진은 별에서 나오는 빛, 자외선은 뜨거운 별에서 나오는 빛, 엑스선은 백만도 이상의 고온 천체에서 나오는 빛을 보여준다

 

안드로메다은하에서 가장 잘 보이는 부분은 납작하게 보이는 원반이며, 원반의 중심부에는 둥글게 보이는 중앙팽대부(bulge)가 있고, 원반의 바깥까지 널리 둥글게 퍼져 있는 헤일로(halo)가 있다. 원반에는 별과 성간물질이 있으며, 별들이 계속 태어나고 있어 다른 부분에 비해 밝게 보인다. 성간물질 중에서 차가운 성간먼지는 빛을 흡수하므로 광학사진에서는 검게 보이지만, 흡수한 에너지를 적외선으로 방출하므로 적외선사진에서는 밝게 보인다

 

그림 4. 오른쪽은 안드로메다 은하의 헤일로에 있는 구성성단 M31 G1의 사진. 왼쪽은 우리은하의 헤일로에 있는 구상성단 M15의 중심부 사진이다. 허블우주망원경으로 찍음. M31 G1의 중심부에는 태양질량의 2만배, M15의 중심부에는 태양질량의 2천배 되는 무거운 블랙홀이 있다고 추정된다

 

우리은하에서는 약 180개의 구상성단이 알려져 있다. 이들은 모두 나이가 80억년 이상이며 평균 나이가 120억년으로써 우주에서 가장 나이가 많은 천체이다. 그러나 안드로메다은하에서는 이보다 훨씬 많은 수의 구상성단이 발견되었다.

 

그림 5. 안드로메다은하와 우리은하의 미래에 대한 상상도. (1) 현재 안드로메다은하(왼쪽 위에 작고 길쭉한 천체)와 은하수(아래 위로 길게 보이는 천체)의 위치. (2) 20억년 후의 모습. (3) 37억5천만 년 후의 모습. (4) 38억5천만 년 후의 모습. (5) 39억년 후의 모습. (6) 40억년 후의 모습. (7) 50억천만 년 후의 모습. (8) 70억년 후의 모습

 

안드로메다은하와 우리은하는 국부은하군(the Local Group)에 속하며, 국부은하군에서 가장 무거운 구성원들로서 서로의 운명에 영향을 미치고 있다. 안드로메다은하는 태양을 향하여 초속 300킬로미터의 속도로 다가오고 있다. 태양의 공전효과를 고려하면, 안드로메다은하는 우리은하를 향하여 100킬로미터의 속도로 다가오고 있다. 이는 우주팽창의 개념에 어긋나는 것처럼 보이는 데, 두 은하 사이에 작용하는 중력의 영향이 우주팽창 효과보다 크기 때문에 나타나는 현상이다. 이로부터 두 은하의 미래를 예측할 수 있다(그림 5). 시간이 가면서 두 은하 사이의 거리는 점점 줄어든다. 40억 후에는 두 은하가 직접 충돌하고 그 과정에서 조석력 때문에 두 은하가 파괴되기 시작한다. 70억년 후에는 두 은하가 완전히 파괴되면서 합쳐져서 거대한 타원은하가 될 것으로 예상한다.