우리 은하 항성 약 18억개 정보 담은 카탈로그 공개(종합) - 동아사이언스

유럽 '가이아 위성' 관측 자료 3차분…2025년까지 관측 지속

[ESA/Gaia/DPAC 제공/ 재판매 및 DB 금지]

유럽우주국(ESA)의 가이아 위성이 수집한 18억개가 넘는 항성의 정보를 담은 우리 은하 항성 카탈로그(목록)가 3일 공개됐다.

지난 2013년 12월에 발사된 가이아 위성은 우리 은하 항성의 위치와 움직임, 광도, 색깔 등을 관측해 왔으며 지금까지 두 차례에 걸쳐 각각 200만개와 17억개에 달하는 항성 정보를 공개한 바 있다.

이번 카탈로그는 두 차례로 나눠 공개되는 3차 자료의 초기분(EDR3)으로 지난 2018년 4월에 공개한 2차 자료 때보다 항성 정보가 1억 개 이상 늘고 자료 정확도도 개선됐다. 3차 자료의 완전 공개는 2022년으로 예정돼 있다.

가이아 위성은 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주 제2점(L2)에서 항성들을 관측해 왔다. 태양에서 직선 방향으로 지구 뒤 약 150만㎞ 지점에 있는 L2에서는 위성이 안정적으로 천체를 관측할 수 있다.

가이아는 지속해서 하늘을 훑듯이 관측하고 관측 위치에 따라 항성의 위치가 변하는 것을 계산해 항성과의 거리를 산출한다. 이른바 '시차(視差·parallax) 방식'으로 항성과의 거리를 정확히 측정함으로써 우리 은하 항성들의 3차원(3D) 지도를 제작하는 것을 주요 목표로 삼고있다.

[ESA/Gaia/DPAC 제공/ 재판매 및 DB 금지]

가이아 위성은 항성과의 거리 측정 이외에 항성의 광도 변화와 항성의 위치가 오랜 세월에 걸쳐 조금씩 변하는 '고유운동'(proper motion)을 추적하고, 별빛의 분광 분석을 통해 항성의 화학적 성분까지도 파악할 수 있다.

[ESA 제공

이번에 공개된 자료에는 특히 태양에서 100파섹(326광년) 이내에 있는 가까운 항성 33만1천312개에 관한 고정밀 측정치가 포함돼 있다. 이는 100파섹 이내 항성 92%를 포함하는 것이다.

과학자들은 이번 자료를 이용해 160만 년 뒤 항성의 위치 변화를 예측했으며, 태양계가 은하 궤도를 돌면서 가속 중인 것도 확인했다.

태양계의 가속은 원 궤도를 가진 행성계에서 예상되던 것으로, 연간 초속 7㎜씩 은하 중심을 향해 가속 중인 것으로 나타났다. 이는 태양계가 초속 230㎞로 은하 중심을 도는 것과 비교할 때 미미한 것이다.

이와함께 은하의 중심과 정반대 방향에 있는 외곽의 항성 움직임을 통해 100억년 전 고대 은하 원반의 유물을 관측하고, 약 3억~9억년 전 궁수자리 왜소 은하와 우리 은하간 충돌에 가까운 조우의 증거도 추가로 확보했다.

가이아 위성이 수집한 자료를 분석해온 가이아 '데이터 처리·분석 컨소시엄'(DPAC) 프로젝트 책임자인 케임브리지대학 천문학연구소의 플로어 밴 레이우엔 박사는 "가이아는 수천광년 밖에 있는 항성 수억 개의 거리를 2천㎞ 밖에서 머리카락 굵기를 잴 수 있는 정확도로 측정 중"이라면서 "이 자료들은 천체물리학의 근간으로 우리 은하의 기원과 미래에 관한 중요한 의문들을 풀어줄 것"이라고 했다.