[대전=뉴스프리존] 이현식 기자= 충남대학교(총장 이진숙) 천문우주과학과 이수창 교수가 주도한 국내 연구진이 '소형타원은하(Compact Elliptical Galaxy)'의 중심에서 블랙홀을 발견하고, 이의 특징으로부터 소형타원은하의 생성 기원을 제안했다고 18일 밝혔다.

충남대 이수창 교수, 김석 박사와 한국천문연구원 오규석 박사의 공동 연구로 수행된 이번 연구 결과는 미국 ‘천체물리학회지레터스(Astrophysical Journal Letters)’ 지난 8월 13일 온라인판(IF= 7.413, 논문 제목: Compact Elliptical Galaxies Hosting Active Galactic Nuclei in Isolated Environments)에 게재됐다.

소형타원은하는 거대타원은하보다 크기(우리은하 크기의 수백분의 1)와 질량(우리은하 질량의 약 천분의 1)이 작고 우주에서 드물게 발견되는 은하다. 이수창 교수는 이번 연구에서 소형타원은하가 어떻게 생성됐고, 진화해 왔는지 밝힐 단서를 포착했다.

현대우주론에 의하면 거대타원은하는 작은 은하들의 충돌과 병합(Merger)에 의해 생성 및 성장하는 것으로 제안되고 있다. 하지만 최근 발견되고 있는 소형타원은하의 생성 기원에 대한 정확한 증거나 규명이 부족한 상황이다.

학계는 소형타원은하가 서로 다른 두 가지 과정에 의해 생성됐을 것으로 생각하고 있다. 먼저 소형타원은하는 원래 거대은하였지만 인근에 있는 질량이 큰 다른 은하의 중력적인 조석력(Tidal Force)에 의해 거대은하 외곽부의 물질을 빼앗긴 후 남은 은하 중심부의 잔재라는 추측이다. 또 다른 한 가지는 소형타원은하는 우주 초기에 처음 형성된 작은 은하로서 우주 역사 기간 다른 은하와의 병합을 겪지 않고 성장을 멈춘 은하라는 추측이다.
 
이에 이수창 교수는 소형타원은하의 생성 기원의 증거를 찾기 위해 슬로안전천탐사(Sloan Digital Sky Survey) 분광관측자료 분석을 통한 연구를 진행했다. 연구진은 고립된 환경에 있는 소형타원은하 4개의 중심에서 블랙홀에 의해 나타나는 활동성 은하핵(Active Galactic Nucleus)을 발견했다. 

이 블랙홀의 질량을 계산한 결과 연구진이 발견한 소형타원은하는 질량을 잃어버린 거대은하의 잔재가 아닌 우주 초기에 생성돼 살아남은 작은 타원은하라는 사실을 밝혀냈다. 또한, 학계에서 논의되는 소형타원은하의 두 가지 생성과정은 주변 은하의 밀집도에 따라 다르게 적용되는 것을 확인했다.

이수창 교수는 "이번 연구는 블랙홀의 존재와 특징으로부터 소형타원은하의 기원을 규명한 첫 번째 사례"라며, “은하의 형성과 진화에 중요한 단서를 제공한다는 면에서 큰 의의를 갖는다"고 설명했다. 

한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구지원사업의 지원을 받아 수행됐다.