SAGA 팀이 조사한 101개의 은하계에 있는 378개 위성의 이미지를 모자이크한 것입니다. 위성 이미지는 광도에 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 정렬됩니다. 사진 제공: Yao-Yuan Mao(유타), DESI Legacy Surveys Sky Viewer 이미지 포함
우리의 고향 은하, 우리 은하계는 특별한 장소인가?
한 과학자 팀은 10여 년 전에 이 질문에 답하기 위한 여정을 시작했습니다. 2013년에 시작된 SAGA(Satellites Around Galactic Analogs) 조사는 우리 은하와 같은 은하계를 연구합니다. 이제 SAGA Survey는 우리 은하와 유사한 101개 은하의 위성 시스템에 대한 조사를 완료한 후, 우리 은하의 고유성에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 arXiv 사전 인쇄 서버에 대한 세 가지 새로운 연구 기사를 발표했습니다.
이 "위성은하"는 질량과 크기가 모두 작은 은하로, 일반적으로 호스트 은하라고 불리는 더 큰 은하를 공전합니다. 지구 궤도를 도는 작은 위성들과 마찬가지로, 이 위성 은하들은 거대한 호스트 은하와 그 주변의 암흑 물질의 중력에 의해 포획됩니다.
우리 은하는 여러 위성 은하의 호스트 은하이며, 그 중 가장 큰 두 은하는 대마젤란 성운과 작은 마젤란 성운(LMC 및 SMC)입니다. LMC와 SMC는 남반구에서 육안으로 볼 수 있지만, 우리 은하 주위를 공전하는 다른 많은 희미한 위성 은하가 있으며 대형 망원경으로만 관찰할 수 있습니다.
SAGA Survey의 목표는 우리 은하와 비슷한 항성 질량을 가진 다른 호스트 은하 주변의 위성 시스템을 특성화하는 것입니다. 유타대학교 물리학 및 천문학과 교수인 야오위안 마오(Yao-Yuan Mao)는 예일 대학교의 말라 게하(Marla Geha), 스탠포드 대학교의 리사 웩슬러(Risa Wechsler)와 함께 SAGA 설문조사를 공동으로 이끌고 있습니다.
특이치 은하?
마오쩌둥(Mao)이 주도한 첫 번째 연구에서 101개의 우리 은하계에서 확인된 378개의 위성 은하를 강조했습니다. 시스템당 확인된 위성의 수는 0개에서 13개까지로, 우리 은하의 경우 4개였습니다.
마오쩌둥은 "LMC의 존재를 고려하면 우리 은하에는 더 적은 수의 위성이 있는 것으로 보입니다"라고 말했습니다. SAGA Survey에 따르면 LMC와 같은 거대한 위성을 보유한 시스템은 총 위성 수가 더 많은 경향이 있으며 우리 은하수는 이와 관련하여 이상치인 것으로 보입니다.
우리 은하와 SAGA 시스템 사이의 이러한 명백한 차이에 대한 설명은 우리 은하가 우주의 나이에 비해 아주 최근에 LMC와 SMC를 획득했다는 사실입니다. SAGA 기사는 우리 은하가 최근에 추가된 LMC와 SMC를 가진 더 오래되고 약간 덜 무거운 호스트라면, LMC/SMC가 가져왔을 수 있는 다른 작은 위성을 제외하고 우리 은하계에 더 적은 수의 위성을 기대할 수 있다고 설명합니다.
이 결과는 호스트 은하와 위성 은하 사이의 상호 작용을 이해하는 것이 중요하며, 특히 우리 은하를 관찰함으로써 배운 것을 해석할 때 중요하다는 것을 보여줍니다.
엑타 파텔(Ekta Patel)은 NASA 허블 박사후 연구원이지만 SAGA 팀의 일원은 아니지만 우리 은하 위성의 궤도 역사를 연구합니다. SAGA 결과에 대해 알게 된 후 Patel은 "아직 SAGA 호스트 주변의 위성의 궤도 기록을 연구할 수는 없지만, 최신 SAGA 데이터 릴리스에는 이전에 알려진 것보다 LMC와 같은 동반자를 호스트하는 은하와 유사한 시스템이 10개 더 포함되어 있습니다. 이 엄청난 발전은 우리 은하 생태계와 비교할 수 있는 30개 이상의 은하 생태계를 제공하며, LMC와 유사한 거대한 위성이 그들이 있는 시스템에 미치는 영향을 이해하는 데 특히 유용할 것입니다."라고 설명합니다.
은하가 별을 형성하는 것을 멈추는 이유는 무엇입니까?
이 시리즈의 두 번째 SAGA 연구는 Geha가 주도하고 있으며, 이 위성 은하들이 여전히 별을 형성하고 있는지 여부를 탐구합니다. 이 작은 은하들에서 별의 형성을 멈출 수 있는 메커니즘을 이해하는 것은 은하의 진화 분야에서 중요한 질문입니다.
예를 들어, 연구자들은 호스트 은하에 더 가까운 위성 은하들은 별 형성이 "억제"되거나 억제될 가능성이 더 높다는 것을 발견했습니다. 이것은 환경적 요인들이 작은 위성 은하들의 수명주기를 형성하는 데 도움이 된다는 것을 시사합니다.
세 번째 새로운 연구는 Wechsler에서 박사 학위를 취득한 Yunchong (Richie) Wang이 주도하고 있습니다. 이 연구는 SAGA Survey 결과를 사용하여 은하 형성에 대한 기존의 이론적 모델을 개선합니다. 이들 은하계의 소멸된 위성의 수에 기초하여, 이 모델은 소멸된 은하가 더 고립된 환경에도 존재해야 한다고 예측하고 있으며, 이 예측은 향후 몇 년 안에 암흑에너지 분광기 조사(Dark Energy Spectroscopic Instrument Survey)와 같은 다른 천문학 조사와 함께 시험할 수 있을 것입니다.
천문학 커뮤니티에 대한 선물
은하의 진화에 대한 우리의 이해를 증진시킬 이러한 흥미로운 결과 외에도, SAGA 조사팀은 천문학 커뮤니티에 선물을 제공합니다. 이 일련의 연구의 일환으로, SAGA 서베이 팀은 약 46,000개의 은하에 대한 새로운 거리 측정 또는 적색편이를 발표했습니다.
"이 위성 은하를 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같습니다. 우리는 단지 하나의 위성 은하를 식별하기 위해 수백 개의 은하에 대한 적색편이를 측정해야 했습니다. 이 새로운 은하의 적색편이는 천문학계가 위성 은하를 넘어 광범위한 주제를 연구할 수 있게 해줄 것입니다"라고 마오쩌둥은 말했습니다.
이상의 기사는 2024년 9월 25일 Phys.org에 게재된 “How special is the Milky Way galaxy? Survey team releases new findings”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : How special is the Milky Way galaxy? Survey team releases new findings (phys.org)
* 추가정보 출처 : [2404.14498] The SAGA Survey. III. A Census of 101 Satellite Systems around Milky Way-mass Galaxies (arxiv.org)
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