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구상성단 폭탄
(The Globular Cluster Bomb)
David F. Coppedge

    가장 놀라운 천문학적 물체들 중 하나는 구상성단(globular clusters)이다. 이들 구형으로 분포되어있는 하늘의 장식품들은 지구상에서 볼 때 우주의 작은 각도 내에 일백만 개의 별들이 뭉쳐져 있을 수 있다. 예를 들면, 헤르쿨레스(Hercules) 자리의 M13은 슈미트 카세그렌식(Schmidt-Cassegrain) 망원경에서 시각도 14' 또는 돕소니안(Dobsonian) 망원경으로 20' 이다. 남반구에서 잘 관측되는 오메가 센타우리(Omega Centauri)는 우리 은하에서 가장 큰 구상성단으로서, 육안으로 볼 수 있는 몇 안 되는 구상성단들 중 하나이다.

구상성단에 있는 별들은 밀집하여 뭉쳐있는 것으로 나타난다. 그러나 실제로는 넓게 위치한다. 이들 구상성단들 중 180여 개는 여러 기울기로 은하수(Milky Way)의 중심을 돌고 있다. 또한 구상성단들은 다른 은하들에서도 발견된다. 기독교인 천문학자 윌리암 허셜(William Herschel)이 1789년에 그것들을 명명한 이후로, 이들 구상성단들은 천문학적 사고의 발달에 있어서 중요한 역할을 해오고 있다. 아마추어 천문 관측자들 중에서, 이들 구상성단이 지난 1백여년 간의 정통적인 견해를 뒤집어엎고, 이제는 현대 천문학의 근간을 뒤흔들 수 있는 하나의 중요한 존재라는 것을 아는 사람은 거의 없다.    

1914년에, 할로우 섀플리(Harlow Shapley)는 구상성단의 스펙트럼이 은하 원반(galactic disk)에 있는 스펙트럼과 다르다는 것에 주목했다. 그는 은하 원반의 별들을 Population I 이라고 불렀고, 구상성단에 있는 별들을 Population II 라고 불렀다. 왜냐하면 Population II 의 별들은 헬륨보다 무거운 원소들이 적었기 때문에, Population I 의 별들보다 더 오래 된 것으로 가정되었다. (세번 째 그룹인 Population III 는 순수한 수소와 헬륨으로부터 만들어진, 빅뱅 이후 가장 최초의 별들로 구성된 것으로 가정된다. 그러나 그 어느 것도 관측되지는 않았다). 먼지와 가스의 결여와 함께 구상성단의 뚜렷한 스펙트럼 서명(spectral signature)은 그들이 우주에서 가장 오래된 천체들 중의 일부로서, 어떠한 새로운 별도 형성되지 않는 영역에 있는 오래된 적색 거성(old red giants)들로 대부분 이루어져있다는 견해를 가지도록 하였다. 이에 비해 은하 원반의 별들을 젊으며, 활발하게 별들을 형성하고 있다는 생각을 가지게 되었다. 이것은 20세기 대부분의 기간 동안 천문학 교과서에 실려 있었던 정설이었다.

이 이야기는 허블 망원경과 다른 궤도상의 망원경들이 혼합된 별들의 집단(populations)을 가지고 있는 구상성단들을 발견한 3년 전부터 풀리기 시작했다. (2003. 11. Astronomy 지를 보라). 그들은 ‘푸른 낙오자(blue stragglers)’들로 불려지는 색다른 별들과 심지어 행성(planets)들도 가지고 있었다. News@Nature는 지난 2006년 8월 ”그 발견은 우리의 생각을 완전히 바꾸고 있는 중이며, 교과서들을 완전히 찢어버릴 것을 요구할 것”이라고 보도 하였다. 새로운 설명들이 고안되고 있는 중이다. 아마도 그들은 은하계의 합병(galactic mergers) 동안 형성되었을 것으로 추정한다. 그러나 새로운 각 해결책은 새로운 문제점을 일으키고 있다 : 어떻게 이들과 같은 밀집되고 빽빽한 성단들이 형성되도록 물질들이 충분히 남아있을 수 있었을까? 하는 것이다.

한 가지는 분명하다. 구상성단은 더 이상 오래된 고대 별들의 동종 집합체라는 단순한 생각을 할 수 없게 되었다는 것이다. 그 기사는 말하고 있었다. ”복잡한 우주에서, 천문학자들은 어떻게 별들이 태어나게 되었는지에 대해서, 적어도 하나의 간단한 시스템을 가졌다고 생각했었다. 그런데 그들이 틀렸음이 밝혀졌다.” 더군다나, 이러한 생각의 뒤집힘은 다른 이론들에도 파문을 일으킬 수 있다. 한 천문학자는 말했다. ”만약 구상성단에 있는 별들의 형성에 문제점이 있다면, 하나의 은하가 형성되는 데에도 문제점들이 있게 될 것이다.”  

천문학자들은 틀림없이 새로운 생각을 고안해 낼 것이다. 여기에 오늘날 어떻게 과학이 빅뱅에서 사람의 출현까지를 이론화 시켜왔는지에 관한 하나의 중요한 교훈을 얻을 수 있다. 그것은 과학자들이 데이터들에 적합한 이야기를 만들어낼 수 없다는 것이 아니라, 어떤 데이터들이라도 하나의 믿음과 적합하도록 이야기가 만들어질 수 있다는 것이다.  

*David F. Coppedge works in the Cassini program at the Jet Propulsion Laboratory.

 

출처 : ICR, BTG 218d, 2007. 2. 1.
URL : http://www.icr.org/article/3150/
번역자 : IT 사역위원회

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