천문학자가 되는 것에 대한 관심을 불러일으킨 나선 은하계의 아름다움

네가 천문학으로 가는 길로 인도한 나선은하와의 만남에 대해 말해 줄 수 있니?

타니구치: 어린 시절, 나는 나비들을 잡고 모으는 것을 좋아했다. 아마도 그것은 아름다운 것에 대한 나의 그리움에서 나온 것이리라. 중학교 시절, 한 학우에게 빌린 천문학 잡지에서 나선 은하의 사진을 발견했다. 우주가 어떻게 이렇게 아름다운 것을 창조할 수 있는지 궁금하게 만들었다. 그리고 부모님으로부터 작은 망원경을 얻어 고등학교 천문학 클럽에 가입하여 동료 동아리 회원들과 함께 별과 은하를 관찰하기 시작했다. 도호쿠 대학에 들어갈 때, 나는 은하를 더 공부하기로 결심했다.



— 나선 은하를 제외한 우주에는 어떤 종류의 은하가 있는가?

타니구치: 나선은하는 유명한 안드로메다 은하와 같이 이름으로 제안된 나선 구조를 가지고 있다. 우리 은하도 나선은하처럼 보이지만 실제로는 은하 원반에 막대 모양의 구조를 가진 바리드 나선은하로 분류된다. 타원형 은하는 나선형 구조가 없는 둥글고 타원형 모양을 가진 또 다른 형태의 은하다. 그들은 실제로 대략 타원체 모양인 척추 구조를 가지고 있다. 나선은하와 타원 은하 사이에 중간 모양을 가진 렌즈 은하와 같은 다른 형태의 은하와 규칙적인 형태가 없는 불규칙한 은하도 있다. 이 모든 은하는 모양에 따라 분류된다.

다양한 은하계
왼쪽 위: 나선은하 크레딧: NAOJ
좌측 하한: 나선형 은하 크레딧: NASA, ESA 및 허블 헤리티지 팀(STScI/AURA); 확인: P. Knezek(WIYN)
오른쪽: 타원 은하 크레딧: NASA, ESA 및 허블 헤리티지(STScI/AURA)-ESA/허블 협력; 인정: M. 서부(ESO, 칠레)



— 그 중에서도 특히 나선 은하의 아름다움에 매료되었다.

타니구치: 처음에 나는 그랬다. 하지만 은하에 대해 더 많이 알게 되면서, 나는 조금 다르게 느끼기 시작했다. 나선형과 막은 나선형이 물리적으로 아름답다. 그러나 속성 분석의 관점에서 보면, 이러한 형태의 은하는 차이가 없다. 주요 은하 특성 중 하나는 은하의 성분이다. 예를 들어, 어떤 종류의 별들이 은하를 구성하는가. 이런 의미에서 나는 나선형이나 막힘형 나선형이 되더라도 모양에 관한 은하의 차이는 은하의 '진화'에 그다지 중요하지 않을지도 모른다는 생각을 하기 시작했다.



— 나선 은하의 물리적 아름다움이 연구자로서 당신에게 덜 흥미로웠다는 말씀이시죠.

타니구치:맞아. 나의 학문적 호기심은 별들이 예외적으로 높은 비율로 형성되고 있는 별 버스트 은하와 높은 휘도의 원천으로서 은하중심에 초질량 블랙홀을 가지고 있는 활성 은하핵(AGN)과 같은 독특한 성질을 가진 은하계로 옮겨갔다. 그리고 나서 나는 은하계에 대한 연구를 시작했다. 요즘 대부분의 사람들에게 '스타버스트'라는 단어는 친숙하지만, 당시에는 꽤 새로운 용어였다. 그래서 나는 가끔 연구를 하면서 작게 느껴지기도 했다.

타니구치-01
다니구치 요시아키(일본 오픈대 교양학부 교수)

 우주에서 첫 은하계를 보는 꿈꿈

— 앞서 은하의 "진화"를 언급하셨는데요. 좀 더 자세히 설명해 주시겠습니까?

타니구치: 천문학에서 '생아'와 '진화'는 모든 연구 분야에서 두 가지 핵심 단어다. 은하계에서 천문학자들은 138억 년 동안 우주의 역사에서 은하가 어떻게 형성되었는지를 알아내는 것을 목표로 하고 있다. 즉, 아직 해결되지 않은 은하 탄생의 미스터리를 풀고, 나아가 은하계의 진화과정을 해결하는 것이 목표라는 것이다.



— "진화"라는 단어는 생물학의 용어로서 우리에게 친숙하지만, 천문학에서도 사용된다.

타니구치: 그렇다. 예를 들어, 은하의 화학적 구성은 끊임없이 변화한다. 빅뱅 당시 우주는 단순히 수소와 헬륨으로 이루어져 있었다. 탄소나 철과 같은 우리 몸의 구성 요소는 별들 내부의 융접 반응에 의해 생성되고 별들이 죽었을 때 공간 주위에 흩어져 있거나 중성자 별들의 충돌에 의해 생성된다(최근 뉴스에서 보도되었다). 그리고 그 결과, 이 물질들은 은하수 가스에 축적된다. 우리 천문학자들은 이론적으로 은하의 탄생과 진화를 연구하고 관찰에 의해 조사하고 있다.



— 첫 번째 은하가 언제 형성되었다고 생각하나?

타니구치: 우주가 2억 년밖에 되지 않았을 때 최초의 별이 우주에서 태어났다고 생각된다. 우주는 현재 약 138억 년이기 때문에 136억 년 전으로 거슬러 올라간다. 첫 번째 별들이 은하의 '씨앗'이 되면서, 같은 시기에 최초의 은하가 탄생했다고 생각된다. 그러나 이것은 최초의 은하가 우주에서 관측된 적이 없기 때문에 이론적인 사고일 뿐이다.