안드로메다 은하 - 1조 개의 태양이 있는 곳

안드로메다 은하(안드로메다 은하, M31, NGC 224)는 안드로메다 자리에 위치한  지구에서 볼 수 있는 소용돌이 은하입니다. 산개자리 은하(M33), 은하계(은하수 은하), 대마젤란 구름, 소마젤란 구름 등과 함께 국소 은하단을 구성합니다.

개요

안드로메다 은하(M31)는 지구에서 약 250만 광년 거리에 위치하며, M33과 함께 육안으로 볼 수 있는 가장 먼 천체입니다. 약 1조 개의 항성으로 이루어진 소용돌이 은하로, 지름이 22만 광년으로 우리 은하수(지름 10만 광년) 보다 더 크고 국부 운하단에서 가장 큰 은하입니다. 기존에는 지름 13만 광년 정도로 여겨졌으나, 21세기 초 관측 결과 안드로메다 은하의 은하수 주변 영역으로 여겨졌던 영역의 별들이 실제로는 안드로메다 은하의 원반 부분의 일부로 밝혀져 안드로메다 은하 본체가 더 넓게 퍼져 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 

과거 외계은하가 잘 알려지지 않았던 시절에는 은하를 성운과 혼동하여 그 잔재로 지금도 '안드로메다 성운', '안드로메다 대성운' 등으로 불리기도 합니다. 허블이 리비트의 케페이드 병광성에 의한 성간 거리 측벙법을 사용하여 계산한 초기에는

지구로부터의 거리가 90만 광년으로 알려졌으나, 이후 거리 산정 방법의 오류(젊은 마젤란 구름과 안드로메다 은하의 나이 차이로 인한 절대등급의 과소추정)가 밝혀져 2배인 200만 광년으로 추측되었습니다. 이후 관측 정밀도가 향상되면서 점차 추정 거리가 더 길게 산정되기 시작했습니다.

한때  겉모습이 은하수 은하와 비슷하다고 여겨졌으나, 관측을 통해 안드로메다 은하가 두 개의 중심핵을 가지고 있음이 밝혀졌고, 은하수 은하의 벌지에 비해 가스와 암흑물질이 매우 적으며, 그 가스가 은하면에 직각인 소용돌이 은하로 분류되지만, 2MASS 서베이와 스피처 우주 망원경의 적외선 관측 결과, 안드로메다 은하가 실제로는 막대 소용돌이 은하로 밝혀졌습니다. 은하가 실제로는 막대 소용돌이 은하이며, 벌지의 막대 구조가 원반 장축에서 반시계 방향으로 55도 방향을 향하고 있음을 시사하고 있습니다.

 

관측

M31은 육안으로 볼 수 있으며, 크기는 보름달의 약 5배에 달합니다. 쌍안경으로는 긴 타원형의 뚜렷한 광선으로 보이고 대구경 망원경으로도 의외로 잘 보이지 않고 중심부의 밝은 부분만 보입니다. 조건이 좋은 곳에서 구경 20㎝ 망원경으로 겨우 소용돌이 구조가 보이기 시작합니다. 

964년에 이미 압둘 라흐만 수피에 의해 '작은 구름'으로 묘사된 바 있고 망원경으로 관측한 것은 독일의 천문학자 시몬 마리우스가 1612년 12월 15일 처음으로 관측하여 ''각형등을 통해 빛나는 촛불의 빛'처럼 보인다고 기술한 것이 최초라고 합니다. 

윌리엄 허셜은 "핵은 성운 모양이다. 별들로 갈라질 것 같다'고 적고 있습니다. 1847년 윌리엄 크런치 본드는 암흑띠가 있는 상세한 스케치를 남겼고, 1864년 윌리엄 해긴스는 스펙트럼을 관측하여 연속적인 스펙트럼임을 발견했고, 1885년 에른스트 하르트비히는 신성, 케페이드 변광성, 산개성단, 구상성단을 발견하고 자전속도를 측정했습니다. 1887년 10월 10일 아이작 로버츠가 처음으로 사진을 찍었습니다. 로버츠는 이듬해인 1888년 3시간에 걸친 촬영을 통해 소용돌이 구조를 확인했고, 1899년 율리우스 샤이너가 처음으로 스펙트럼 사진을 촬영했습니다. 처음으로 M31까지의 거리를 측정한 사람은 미국의 에드윈 허블입니다. 허블은 1923년 M31 안에 있는 케페이드 변광성을 이용해 거리를 90만 광년으로 발표했고, 그 결과 M31은 은하계 밖에 있는 천체라는 것을 알았습니다. 윌터 바데는 제2차 세계대전으로  인한 로스엔젤레스의 등화관제 속에서 윌슨산 천문대의 100인치 망원경으로 관측을 실시해 은하 중심부의 별을 분해하는 데 성공했습니다. 전후 팔로마 천문대에 200인치 헤일 망원경이 설치되자 이 망원경으로 관측을 계속해 안드로메다 은하를 구성하는 별들의 종족을 확인했습니다.

 

동반은하

안드로메다 은하 주변에는 은하 외에도 수많은 성단이 관측되고 있는데, 그 중 가장 큰 성단은 안드로메다 은하 주위를 돌고 있는 구상성단 G1입니다. 메이올 2라는 이름으로도 알려진 G1은 안드로메다 은하 중심에서 13만 광년 거리에 있으며, 우주의 시작부터 비교적 이른 시기에 탄생한 수십만 개 이상의 오래된 별들이 모여서 구성된 것으로 추정됩니다. 국부 은하단 중 가장 밝은 구상성단이며, 지구에서 관측한 겉보기 등급은 13등급입니다. 절대등급으로는 은하계에서 가장 밝은 오메가 성단보다 더 밝습니다.

2002년 허블 우주 망원경 관측에서 G1과 M15의 중심에 태양의 약 2만 배에 달하는 질량을 가진 블랙홀이 존재할 가능성을 시사했습니다.

 

은하계와 충돌

안드로메다 은하의 스펙트럼은 청색 편차를 가지고 있으며, 은하수 은하에 대해 초속 약 122㎞로 접근하고 있으며 태양계는 은하계를 대략 초속 225㎞의 속도로 공전하고 있으므로, 태양계에서 보면 대략 초속 300㎞로 접근하고 있습니다. 청색편이하는 은하계는 대략 100개 정도인데 안드로메다는 그 중 하나로 꼽힙니다. 약 40억 년 후 은하수 은하와 안드로메다 은하는 충돌하고, 그 후 약 20억 년에 걸쳐 하나의 거대한 타원형 은하 '밀코메다(Milkomeda)'를 형성하거나 거대한 원반 은하를 형성할 것으로 예상하고 있습니다. 이러한 사건은 국부 은하단 내에서 자주 발생합니다. 이 충돌로 인한 지구와 태양계의 운명은 아직 밝혀지지 않았습니다. 은하가 합쳐지기 전에 태양계가 은하계에서 튕겨져 나와 안드로메다 은하와 결합할 가능성도 있다고 합니다.