+ 우리 은하 10'배 크기. 슈퍼 나선 은하 찾았다 / ‘시속 2억㎞’ 바람부는 블랙홀

우리 은하의 10배 크기. 슈퍼 나선 은하 찾았다

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입력: 2016.03.22 11:02

우리 은하는 적어도 1000억 개 이상의 수많은 별이 모여서 구성된 거대한 은하이다. 하지만 우주에는 우리 은하 같은 은하가 셀 수 없을 정도로 많다. 보통 우리는 은하계라고 하면 우리 은하나 안드로메다 같은 유명한 나선 은하의 모습을 떠올리게 마련이지만, 실제로 은하의 모습은 은하의 숫자만큼이나 다양하다. 과학자들은 이들을 나선은하나 타원은하 등으로 분류해서 연구하고 있다.

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과거 과학자들은 나선은하가 주변의 은하 사이 공간에서 가스를 빨아들이거나 작은 은하들을 흡수해서 커진다고 생각했다. 따라서 어느 정도 크기에 제한이 있을 것으로 생각해왔다. 실제로 지금까지 발견된 초대형 은하들은 타원은하이다.

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하지만 캘리포니아 공대의 패트릭 오글리(Patrick Ogle)가 이끄는 연구팀은 나사의 NED(NASA/IPAC Extragalactic Database) 연구 자료를 사용해서 이전에는 보지 못했던 거대 나선은하의 존재를 찾아냈다. NED는 지상과 우주의 여러 망원경의 관측 자료를 합친 것으로 연구팀은 이 중에서 지구에서 35억 광년 이내에 있는 은하 80만 개의 데이터를 추출해 분석했다.

 

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그 결과 우리 은하 질량의 10배, 밝기의 8~14배에 달하는 거대한 나선은하가 53개 발견되었다. 이 은하들은 우리 은하나 안드로메다의 대형 버전으로 나선 팔의 지름이 최대 44만 광년에 달했다. 이는 우리 은하의 10만 광년의 4배가 넘는 것이다. 연구팀은 새롭게 발견된 대형 나선은하들을 슈퍼 나선은하 (Super spiral galaxy)라고 명명했다.

 

그런데 이렇게 거대한 나선은하가 과연 어떻게 생성되었을까? 정확한 이유는 알기 어렵지만, 연구팀은 발견된 슈퍼 나선은하 가운데 4개가 두 개의 은하핵을 가지고 있는 것을 발견했다. 이는 이 나선은하가 은하 충돌로 형성되었음을 시사하는 소견이다. 하지만 왜 이들이 타원 은하가 아닌 나선은하가 되었는지는 아직 확실하지 않다. 앞으로 은하계의 비밀을 밝히기 위한 연구가 계속될 것이다.

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나우뉴스 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160322601007§ion=&type=daily&page=    

[아하! 우주]

‘시속2억㎞’바람부는 블랙홀…허리케인 77개 속도

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입력: 2016.03.22 11:24

최근 해외 연구진이 소용돌이치는 초대형 블랙홀 곁에서 초고속으로 몰아치는 퀘이사(Quasar)의 바람을 탐지하는데 성공했다고 밝혔다.

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퀘이사는 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체로, 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼 거리에 있는 천체다. 멀리서 보면 그저 별처럼 보이지만 사실은 수천 혹은 수만 개의 별로 이뤄진 은하다.

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일반적으로 퀘이사 곁에는 태양 질량의 10억 배에 달하는 블랙홀이 있으며 이 블랙홀의 주위에는 원반이 둘러싸고 있다. 원반의 물질이 회전하면서 블랙홀로 떨어지는데, 이때 물질의 중력에너지가 빛에너지로 바뀌면서 거대한 양의 퀘이사 빛이 쏟아져 나온다.

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연구진이 이번에 탐지한 것은 이렇게 거대한 블랙홀과 나란히 있는 퀘이사 부근에서 몰아치는 초고속 바람이다. 블랙홀이 물질을 빨아들이는 과정에서 발생하는 빛과 열기 등의 에너지가 소용돌이치면서, 퀘이사 주변에는 강력한 바람이 형성된다.

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캐나다 요크대학교 연구진이 포착한 퀘이사 바람은 관측사상 가장 빠른, 빛의 속도의 4분의 1정도의 속도로 측정됐다. 이는 지구에서 관측할 수 있는 허리케인을 77개 합친 정도의 속도이며, 정확히는 2억㎞/h 라고 연구진은 설명했다.

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연구진은 “모든 퀘이사 주변에서 이런 강력한 바람을 포착할 수 있는 것은 아니다. 퀘이사 4개중 1개 정도만이 이러한 바람을 만들어낸다”면서 “블랙홀이 주변의 에너지를 끌어당길 때, 퀘이사의 일부 빛과 열기가 주변으로 흩어져 날리는데, 이 과정에서 엄청난 속도의 바람이나 혹은 시간당 1억4000만㎞ 정도의 비교적 ‘약한’ 바람이 불기도 한다”고 분석했다.

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이어 “퀘이사의 바람은 은하계 형성의 비밀을 밝히는 중요한 열쇠”라면서 “은하계가 형성될 때 이러한 바람이 우주공간에서 방출되면 별이 생성되는 것을 억제하기도 하며, 만약 퀘이사 바람이 존재하지 않거나 바람의 힘이 약했다면 우주에는 지금보다 더 크고 많은 별들이 존재했을 것‘이라고 덧붙였다.

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한편 이번 연구결과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다.

　

나우뉴스 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160322601004§ion=&type=daily&page=  

우주 여행 꿈 이룰 핵심 요소, ‘반물질엔진’ 개발 나선다

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입력: 2016.03.22 11:08

사람이 만든 운송 수단의 최고 속도는 얼마나 될까. 지금까지 최고 기록은 아폴로 10호가 보유하고 있다. 달에서 지구로 귀환할 당시 기록한 시속 3만9897km다.

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이는 엄청나게 빠른 것처럼 보이지만 우주 여행을 실현하고자 한다면 그리 대단한 속도는 아니다.

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이 속도로 가장 가까운 항성계에 가려면 지구에서 16만 5000년 정도가 걸리는 것으로 계산된다. 즉 현재 기술로는 우주여행이 불가능하다는 것이다.

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그런데 미국 에이치바 테크놀로지스(Hbar Technologies)의 공동 창업자이자 물리학자인 제럴드 잭슨 박사와 스티븐 하우 박사는 이 문제를 해결할 방법이 있다고 말하고 있다.

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두 박사가 최근 포브스에 밝힌 바에 따르면, 그 해결책은 ‘반물질 엔진’이다. 이 엔진만 만들 수 있다면 지구에서 가장 가까운 항성계에 도달하는 시간을 약 10년으로 단축할 수 있다.

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하지만 이를 위해 필요한 것은 기술 개발을 위해 필요한 20~30년 정도 분의 막대한 자금이라고 한다.

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따라서 두 과학자는 최근 크라우드펀딩 사이트인 킥스타터를 통해 20만 달러(약 2억 3000만원)에 달하는 초기 자금을 마련하는 캠페인을 시작했다.

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두 박사가 구상하고 있는 반물질 엔진은 물질과 반물질 원자를 접촉해 소멸할 때 방출되는 막대한 양의 에너지를 이용하는 것이다.

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그에 따르면, 우주선에 탑재될 반물질 엔진은 우라늄의 핵분열 반응을 일으키는 기폭제로서 반물질이 사용된다.

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일단 반응이 시작되면 그로부터 두 입자(또는 핵종)가 생성돼 각각 반대 방향으로 이동한다. 공개된 이미지처럼 한 입자는 뱃머리쪽으로, 다른 한 입자는 선미를 향해 움직이는 것이다.

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이때 선미를 향하는 핵종의 에너지는 기존의 추진 장치처럼 작용해 추진력을 만들어낸다. 반면 뱃머리로 향하는 에너지는 앞으로 설치될 탄소 소재의 특수 돛을 밀어내는 것이다.

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두 핵종의 운동 에너지를 결합함으로써 얻을 수 있는 추진력은 빛의 속도의 약 40%까지 도달할 수 있다고 한다.

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이같은 추진력이 과연 유효한 것인지를 확인하려면 20만 달러가 필요하다고 두 박사는 설명하고 있다.

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이들은 마련한 자금으로 엔진의 이론적인 가능성을 검증하고 미국항공우주국(NASA)을 비롯해 프로토타입(원형) 제작에 자금을 투자할 파트너를 설득할 계획이라고 한다.

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두 박사의 계산으로는 이 원형의 제작에 적어도 1억 달러(약 1160억원)의 비용이 들어간다.

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이뿐만 아니라 실제로 시제품을 제작하는 단계까지 도달하기 위해서는 해결해야 할 문제도 여전히 많다.

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우선, 연료가 있는 데 반물질 엔진에 필요한 연료는 화학연료 엔진이나 핵 엔진에 필요한 것보다 극히 드문 것이다.

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태양계에 가장 가까운 항성으로 여행하는 데 필요한 연료는 ‘반수소’인 경우 약 17g이라고 한다.

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하지만 현재의 기술로는 반물질 자체를 만드는 데 엄청난 비용이 소요된다. 참고로 반물질 1g을 만드는 데 약 1000억 달러(약 116조원)가 들어가는 것으로 추산된다.

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또한 반물질의 저장 자체가 현재 기술로는 불가능하다. 보통의 물질과 접촉하면 즉시 소멸할 정도로 불안정한 것이다.

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게다가 극히 미세한 양이었다고 해도 사고가 발생하면 그 결과는 비극적인 일이 될 것이다. 1g의 반물질은 원자 폭탄과 같은 파괴력을 만들어낼 수 있다.

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하지만 두 과학자는 반물질 엔진이 안고 있는 이런 장단점 모두를 고려할 수 있다고 확신하고 있다.

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충분한 자금을 투입할 수만 있다면 반물질 엔진은 20~30년 안에 빛을 보게 될 것이라고 이들은 말하고 있다.

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만일 그렇게 되면 꿈에 그리던 진정한 반물질 엔진을 우주선에 탑재할 수 있을 것이다. 그리고 그보다 미래에는 반물질 엔진을 탑재한 우주선을 우주에서 조립하는 것이다. 이를 위해서는 수십억 달러가 필요할 것으로 두 박사는 예상한다.

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하지만 이를 통해 꿈에 그리던 우주여행이 현실화되는 것은 물론 새로운 항성계를 탐험하는 길이 열리게 될지도 모른다.

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사진=에이치바 테크놀로지스

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나우뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160322601008§ion=&type=daily&page=