우주 나이 추정과 은하 형성 과정 연구를 위해 꼭 풀어야 했으나 63년동안
규명되지 못했던 천문학계의 난제를 국내 연구진이 해결해 화제다.

연세대 자외선우주망원경 연구단 이영욱(41) 교수와 윤석진(31) 연구원은
‘오스터호프 이분법’(Oosterhoff Dichotomy)을 설명하는 ‘은하 외곽 구
상성단의 특이정렬’(An Aligned Stream of Low-Metallicity Clusters in
the Halo of the Milky Way)이라는 제목의 논문을 발표했다고 25일 밝혔
다.

연구팀은 논문에서 은하계의 중심에 가까운 구상성단들은 은하가 처음 형성
될 때 같이 만들어진 반면 은하의 외곽에 분포하는 구상성단들은 대부분 외
부에서 나중에 유입된 것임을 규명했다. 이는 150여개의 구상성단들이 원자
번호가 큰 원소의 함량 등 특정 물리량을 기준으로 두 개의 집단으로 나누
어지는 현상인 ‘오스터호프 이분법’에 대해 “두 가지의 서로 다른 구상
성단들이 은하계에 공존하기 때문”이라는 해답을 제시한 것이다.

지난 1939년 네덜란드의 천문학자 오스터호프는 공 모양으로 수만~수십만개
의 항성이 모여있는 구상성단을 관측하면서 구상성단들이 성격이 다른 두
집단으로 나눠진다는 점을 알아냈으나 그 원인은 밝혀내지 못했었다.

연구팀은 지난 99년 우리은하에서 가장 큰 구상성단으로 알려졌던 ‘오메
가 센타우리’가 사실은 우리은하에 유입된 위성은하라는 사실을 밝힌 논문
을 발표하면서 이번 연구를 급진전시켰다. 윤 연구원은 이를 바탕으로 ‘오
메가 센타우리’같은 위성은하가 우리 은하에 유입됐다면 그 위성은하에 있
던 구상성단들도 같이 유입됐을 것이라는 점에 착안해 3차원 공간에서의 성
단 분포와 운동을 연구했다.

이 결과 원자번호가 큰 원소들이 상대적으로 적게 존재하는 성단들이 모두
우리은하의 바깥쪽에 위치한 특정 궤도면에서 조직적으로 운동한다는 점을
밝혔다.

이 교수는 “지난 97년부터 미국 항공우주국(NASA)이 주도하는 은하탐사 인
공위성 갤럭스(GALEX) 발사 계획에 참여해 관련 연구를 수행하던 도중 인공
위성을 이용한 우주탐사계획과 밀접한 관계가 있는 오스터호프 이분법 문제
를 집중 연구하게 됐다”고 연구 계기를 밝혔다.

그는 이어 “연구원들이 안정된 환경에서 연구에만 전념할 수 있었던 것이
성공의 비결”이라며 “자외선 은하연령 측정법을 이용한 은하의 진화와 우
주의 나이 계산에 이번 연구결과가 큰 역할을 할 것”이라고 덧붙였다.

이번 연구결과에 따르면 우리 은하의 나이는 지금까지 알려졌던 120억년보
다 10억년 이상 늘어나게 된다.

윤 연구원은 이번 연구를 통해 오는 8월 박사학위를 받게 되고 연구팀의 논
문은 26일 발간되는 미국의 과학학술전문지 ‘사이언스’에 해설과 함께 수
록될 예정이다. <연합>