- 은하수는 수십억 년 전 다른 은하와의 정면충돌로 인해 은하 원반이 뒤집히는 '디스크 플립(disk-flip)'을 겪었을 가능성이 높음.
- 더럼 대학교 연구진은 오리가(Auriga) 시뮬레이션 연구를 통해 은하수의 느리게 회전하는 항성 헤일로(stellar halo) 형성 과정을 분석하여 이 결론을 도출함.
- 유럽우주국(ESA) 가이아(Gaia) 미션이 수십억 개의 별을 관측해 얻은 데이터가 연구의 토대가 되었으며, 항성 헤일로가 초속 10~20km의 느린 회전 속도를 보인다는 사실을 확인했음.
과학적 배경
- 은하수는 크게 두 가지 원반 구조로 나뉨: 대부분의 별이 포함된 빠르게 회전하는 얇은 원반(thin disk)과 더 넓고 느리게 회전하는 흩어진 형태의 두꺼운 원반(thick disk).
- 두꺼운 원반의 별들은 더 오래되고 금속 함량이 낮으며, 과거 은하 합병 과정에서 흡수된 것으로 파악됨.
- 연구진은 은하수와 유사한 25개의 가상 은하를 110억 년 동안 시뮬레이션하여 현재의 구조가 형성된 과정을 추적함.
디스크 플립 가설
- 은하수의 느리게 회전하는 외곽 헤일로를 성공적으로 재현한 시뮬레이션들은 다음 세 가지 공통점을 보임:
- 조기 형성.
- '가이아-엔셀라두스-소시지(Gaia-Enceladus-Sausage)'와 같은 대규모 은하 합병 경험.
- 디스크 플립 사건 발생.
- 디스크 플립은 은하 내 별들의 궤도가 과거와 크게 달라졌음을 의미하며, 태양계의 경로 또한 생성 이후 지속적으로 안정적이지 않았을 가능성을 시사함.
암흑 물질과의 연관성
- 연구 결과에 따르면 은하수의 암흑 물질 헤일로 역시 느리게 회전하며, 내부 영역(r ≲ 20 kpc)에서는 원반과 정렬되어 있고 외곽으로 갈수록 수직으로 방향이 바뀌는 뒤틀림 현상이 나타남.
- 이러한 뒤틀림은 디스크 플립 시나리오와 일치하며 은하 형성 역사의 복잡성을 입증함.