제목 [ 연구 성과 ] 임명신 교수 연구 팀 , 은하 의 모양 을 결정짓 는 원리 제시 , 네이처 천문학 게재 
 글쓴이 관리자 작성 일 2019 - 07 - 01 17 : 52 : 19 
 은하 의 모양 을 결정짓 는 원리 제시 
 - 은하단 충돌 시 은하 의 막대 구조 형성 , 네이처 천문학 게재 - 
 ( 교신 저자 ) 
 윤용 민 연구원 / 대학원생 
 □ 임명신 교수 ( 서울 대학교 ) 연구 팀 이 은하 의 모양 을 결정짓 는 새로운 원리 가 있 음 을 밝혀냈 다고 밝혔 다 . 
 □ 수백 억 , 수천억 개 의 별로 이루어져 있 는 은하 는 다양 한 모양 을 하 고 있 다 . 가장 흔한 은하 는 나선 팔 구조 를 갖 는 ` 나선 은하 ' 이 다 . 나선 은하 중 1 / 3 은 중심 부분 이 막대 모양 인데 , 이 부분 이 은하 의 전체 적 모양 형성 과 진화 과정 에 영향 을 미칠 수 있 어 매우 중요 하 게 연구 되 어 왔 다 . 
 ㅇ 나선 은하 의 막대 구조물 생성 원인 에 대해서 여러 가지 가설 이 제시 되 었 다 . 그러나 어떤 것 이 맞 는지 속 시원 하 게 밝혀 지 지 않 아 , 막대 구조 의 형성 과정 은 은하 구조 연구 의 난제 로 남 아 있 었 다 . 
 □ 연구 팀 은 수백 , 수천 개 의 은하 가 모여 있 는 집합체 인 ` 은하단 ' 두 개 가 충돌 하 는 과정 에서 막대 구조 가 발생 할 수 있 음 을 밝혔 다 . 이 는 ` 슬론 디지털 스카이 서베이 ' 라는 외부 은하 탐사 관측 자료 를 통해 입증 되 었 다 . 
 ㅇ 연구 팀 은 관측 자료 로부터 105 개 의 은하단 과 1377 개 의 나선 은하 를 선별 하 여 충돌 중 인 은하단 에서 막대 나선 은하 의 발생 빈도 가 현저 하 게 많 음 을 밝혀냈 다 . 이 로써 은하단 충돌 과정 에서 막대 구조 가 형성 될 수 있 음 을 알 수 있 다 . 
 ㅇ 은하단 의 충돌 과정 에서 막대 구조 가 만들 어 낼 수 있 다는 것 은 20 년 전 한 논문 에 짤막 하 게 언급 되 었 을 뿐 , 그동안 막대 구조 연구 에서 무시 되 어 왔 다 . 그러나 이번 연구 에서 관측 자료 의 분석 을 통해 명백히 밝혀진 것 이 다 . 
 □ 임명신 교수 는 " 이 연구 는 은하 의 특성 이 주변 환경 에 좌지우지 될 수 있 음 을 보여 주 는 좋 은 예 ˮ 라며 , " 은하 막대 구조 연구 에 새로운 패러다임 을 제시 하 였 다 ˮ 라고 연구 의 의의 를 설명 했 다 . 윤용 민 연구원 은 " 이 연구 는 관점 을 넓혀 은하 의 특성 을 면밀 하 게 분석 하 여 얻 어 낸 결과 ˮ 라고 설명 하 며 , " 은하단 충돌 이 막대 나선 은하 의 다른 특성 에 어떤 영향 을 미치 는지 연구 할 계획 이 다 ˮ 라고 후속 연구 계획 을 밝혔 다 . 
 □ 이 연구 성과 는 과학 기술 정보 통신부 · 한국연구재단 기초 연구 사업 ( 리더 연구 ) 의 지원 으로 수행 되 었 다 . 연구 결과 는 국제 학술지 ` 네이처 천문학 ( Nature Astronomy ) ' 에 6 월 24 일 게재 되 었 다 . 
 < 참고 자료 > : 1 . 주요 내용 설명 2 . 그림 설명 3 . 연구 이야기 4 . 연구자 소개 
 1 . 주요 내용 설명 
 Observational evidence for bar formation in disk galaxies via cluster - cluster interaction 
 ( https : / / www . nature . com / articles / s 41550 - 019 - 0799 - 7 ) 
 임명신 교수 ( 교신 저자 / 서울 대학교 ) , 윤용 민 연구원 ( 제 1 저자 / 서울 대학교 ) , 이광호 박사 ( 애리조 나 대학 / 한국 천문 연구원 ) , 이성국 박사 ( 서울 대학교 ) , 임구 연구원 ( 서울 대학교 ) 
 ○ 은하 는 수백 억 , 수천억 개 의 항성 으로 이루어진 천체 이 다 . 은하 는 타원 모양 , 나선 팔 모양 등 다양 한 모양 을 가지 고 있 다 . 은하 가 다양 한 모양 을 가지 는 이유 를 규명 하 기 위한 노력 이 지난 100 년 동안 이어져 왔 다 . 
 ○ 우주 에서 가장 흔한 은하 는 나선 팔 모양 구조 를 가진 ‘ 나선 은하 ’ 이 다 . 나선 은하 중 약 1 / 3 은 중심 부분 이 막대 모양 을 하 고 있 는데 , 이런 은하 를 ‘ 막대 나선 은하 ’ 라 부른다 . 
 ○ 막대 구조 는 나선 은하 의 핵심 적 인 구조물 이 다 . 막대 구조 는 은하 내 별 의 탄생 과 은하 중 심부 거대 블랙홀 의 성장 과정 에 큰 영향 을 준다 . 또한 , 막대 구조 는 은하 의 주요 구조물 인 팽대 부 의 형성 에 깊이 관여 한다고 도 알려져 있 다 . 따라서 막대 구조 의 형성 과정 을 이해 하 는 것 은 은하 의 진화 를 이해 하 는 데 필수 적 이 다 . 
 ○ 그 동안 막대 구조 형성 에 대한 가설 은 크 게 두 가지 로 나누 어 져 왔 다 . 은하 내부 적 인 요인 에 의한 형성 모델 과 주변 은하 의 중력 작용 때문 에 막대 구조 가 만들 어 진다는 환경 효과 모델 이 그 두 가지 이 다 . 그 외 에 도 제 3 의 대안 으로 다른 모델 들 이 제시 되 기 도 하 였 다 . 그러나 어떤 모델 이 맞 는지 속 시원 하 게 밝혀 지지 는 않 아 , 막대 구조 의 형성 과정 은 은하 구조 연구 의 난제 로 남 아 있 었 다 . 
 ○ 연구 팀 은 막대 구조 를 만들 수 있 는 제 3 의 대안 이 있 음 을 관측 자료 의 분석 을 통해 밝혀냈 다 . 두 개 의 은하단 * 이 충돌 하 는 과정 에서 막대 구조 가 생성 됨 을 최초 로 알아낸 것 이 다 . 
 * 은하단 : 은하 가 수백 , 수천 개 모인 우주 에서 가장 규모 가 큰 은하 집합체 이 다 . 태양질량 의 1014 에서 1015 배 정도 로 매우 무겁 다 . 중력 적 으로 안정 된 구조 를 가진 천체 중 가장 무거운 것 이 은하단 이 다 . 
 ○ 은하단 은 매우 무거운 천체 이 며 , 따라서 중력 의 힘 도 매우 강하 다 . 은하단 에 소속 된 은하 는 평소 은하단 의 중력 의 힘 을 안정 적 으로 받 으며 안정 된 구조 를 유지 한다 . 그러나 은하단 이 충돌 할 때 에 는 은하 가 느끼 는 은하단 중력 의 힘 이 급격 하 게 변하 게 된다 . 이렇게 급격 하 게 변하 는 힘 이 작용 하 게 되 면 은하 에 막대 구조 가 만들 어 지 는 것 이 다 . 
 ○ 연구 팀 은 슬론 디지털 스카이 서베이 ( Sloan Digital Sky Survey ) 라고 하 는 외부 은하 탐사 관측 자료 를 분석 하 여 105 개 의 은하단 을 선별 하 였 고 , 또한 이 중 16 개 가 충돌 하 고 있 는 은하 단임 을 밝혀냈 다 . 
 ○ 그리고 막대 구조 유무 를 알 수 있 는 알고리듬 을 적용 하 여 은하단 에 소속 되 어 있 는 1377 개 의 나선 은하 중 막대 나선 은하 를 선별 하 였 다 . 그리고 추가 작업 으로 자동 선별 된 은하 의 이미지 를 수작업 으로 다시 확인 하 여 자동 화 과정 에서 생길 수 있 는 오류 를 수정 하 였 다 . 
 ○ 연구 팀 은 위 와 같 은 과정 을 거친 후 충돌 하 는 은하단 과 그렇 지 않 은 은하단 에서 의 막대 나선 은하 빈도 를 조사 하 였 다 . 그 결과 충돌 하 지 않 는 은하단 에서 보다 충돌 하 는 은하단 에서 막대 나선 은하 가 50 % 더 많이 존재 함 을 알아냈 다 . 
 ○ 연구 팀 은 은하단 충돌 자체 가 아니 라 은하단 충돌 과정 에서 생기 는 파생 적 인 물리 적 메커니즘 에 의하 여 충돌 하 는 은하단 에서 막대 나선 은하 가 더 많이 발견 될 가능 성 도 조사 하 였 다 . 그 결과 파생 적 인 물리 적 메커니즘 과 막대 나선 은하 의 발생 빈도 사이 에 는 큰 상관 관계 가 없 음 을 밝혀냈 다 . 이 를 통해 은하단 충돌 자체 가 막대 구조 형성 에 직접 적 인 영향 을 주 어 충돌 하 는 은하단 에서 막대 나선 은하 가 많이 존재 한다는 결론 을 도출 하 기 에 이르 렀다 . 
 ○ 은하단 의 충돌 이 막대 구조 를 만들 어 낼 수 있 다는 사실 은 그동안 학계 에서 간과 되 어 왔 다 . 20 년 전 한 이론 연구 에서 그러 한 가설 이 제안 된 바 있 으나 , 그 마저 도 그 후 큰 주목 을 받 지 않 아 은하단 충돌 이 막대 구조 를 만들 수 있 다는 사실 은 그동안 잊혀져 왔 다 . 
 ○ 그러나 이 연구 는 은하단 충돌 이 나선 은하 막대 구조 를 만들 어 낼 수 있 다는 사실 을 처음 으로 관측 적 으로 밝혀낸 것 이 다 . 
 ○ 그동안 은하 의 구조 를 결정짓 는 중요 한 요인 은 크 게 두 가지 로 알려져 왔 다 . 은하 가 무겁 거나 가볍 다는 식 의 은하 의 내부 적 인 요인 과 주변 밀도 의 높 고 낮 음 과 같 은 정적 인 환경 적 요인 이 그것 이 다 . 
 ○ 이번 연구 결과 는 기존 설명 에 더 해 우주 의 대 규모 구조물 인 은하단 의 충돌 이 라는 ‘ 급격 한 환경 의 변화 ’ 도 은하 의 구조 를 결정짓 는 중요 한 요인 임 을 새로이 밝혀냈 다는 점 에서 뜻깊 다 . 
 ○ 이 연구 결과 는 은하단 충돌 로 대표 되 는 ‘ 급격 한 주변 환경 의 변화 ’ 를 은하 의 구조 연구 에 도입 해야 함 을 보여 주 었 다 . 이 는 은하 의 모양 에 관한 연구 에 새로운 활력소 를 불어넣 어 줄 것 으로 기대 된다 . 
 2 . 그림 설명 
 ( 그림 1 ) 막대 나선 은하 NGC 1300 
 막대 나선 은하 의 한 예 이 다 . 중앙 부분 노란색 직사각 형 으로 표시 한 부분 이 이 은하 의 막대 구조 이 다 . 이러 한 막대 구조 가 어떻게 만들 어 질 수 있 는지 지난 100 년 간 연구 되 어 왔 다 ( 그림 출처 : NASA - NASA , ESA , and The Hubble Heritage Team ( STScI / AURA ) , P . Knezek ( WIYN ) ) . ﻿ 
 ( 그림 2 ) 하단 이 충돌 하 는 과정 에서 막대 구조 형성 유발 
 은하단 의 충돌 과정 ( 상단 ) , M 81 나선 은하 ( 하단 좌측 ) , 및 NGC 1300 막대 나선 은하 ( 하단 우측 ) . 은하단 이 충돌 하 는 과정 에서 발생 하 는 급격 한 중력장 의 변화 로 인하 여 막대 구조 가 없 는 나선 은하 ( 하단 좌측 그림 ) 에 막대 구조 가 만들 어 질 수 있 음 ( 하단 우측 그림 ) 을 이번 연구 가 처음 으로 밝혀냈 다 . 
 [ 그림 출처 ] [ 전체 그림 : 서울 대학교 초기 우주 천체 연구 단 ] , [ Abell 520 : NASA , ESA , CFHT , CXO , M . J . Jee ( University of California , Davis ) , and A . Mahdavi ( San Francisco State University ) ] , [ M 81 은하 : NASA , ESA and the Hubble Heritage Team ( STScI / AURA ) . Acknowledgment : A . Zezas and J . Huchra ( Harvard - Smithsonian Center for Astrophysics ) ] , [ NGC 1300 은하 : NASA - NASA , ESA , and The Hubble Heritage Team ( STScI / AURA ) , P . Knezek ( WIYN ) ] 
 ○ 연구 를 시작 한 계기 나 배경 은 ? 
 이 연구 는 우연 한 계기 로 시작 이 되 었 다 . 본래 는 은하 의 대 규모 구조물 이 은하단 내 은하 의 진화 에 어떤 영향 을 미치 고 있 는지 를 조사 하 는 것 이 연구 의 시작 이 었 다 . 연구 를 진행 하 는 과정 에서 충돌 하 는 은하단 을 여럿 발견 하 면서 은하단 충돌 과 같 은 특수 한 환경 에서 의 은하 진화 가 특별 한 점 이 있 는지 조사 하 게 되 었 다 . 그즈음 교신 저자 인 임명신 교수 가 은하단 에 막대 나선 은하 가 심심 치 않 게 있 는 이유 를 알아보 면 흥미 로울 것 이 라고 말 한 것 을 떠올린 제 1 저자 윤용 민 연구원 이 충돌 하 는 은하단 과 그렇 지 않 은 은하단 에서 의 막대 나선 은하 발생 빈도 를 조사 해 보 게 된 것 이 이번 연구 결과 로 이어졌 다 . 
 ○ 이번 성과 , 무엇 이 다른가 ? 
 막대 구조 는 은하 의 내부 적 인 요인 이나 은하 간 의 상호 작용 으로 만 만들 어 진다고 알려져 왔 는데 , 은하단 충돌 이 라는 급격 한 은하 주변 환경 변화 로 도 만들 어 질 수 있 다는 사실 을 새로이 밝혀낸 점 이 기존 의 연구 와 다른 점 이 다 . 은하단 충돌 이 라는 급격 한 환경 변화 도 은하 구조 의 연구 에 고려 해야 함 을 보였 다는 점 에서 연구 의 의의 를 찾 을 수 있 다 . 
 우리 은하 가 심장 에 ‘ 막대 구조 ’ 품 은 이유 “ 은하단 충돌 때문 ” [ 동아 사이언스 , 2019 / 6 / 30 ] 
 국내 연구 진 , ‘ 막대 ’ 등 은하 모양 결정 짓 는 원리 발견 [ 머니 투데이 , 2019 / 6 / 30 ] 
 국내 연구 진 ` 막대 나선 은하 ` 모양 원리 찾아내 [ 매일경제 , 2019 / 6 / 30 ] 
 국내 연구 진 , ' 막대 나선 은하 ' 형성 비밀 밝혀냈 다 [ 경향신문 , 2019 / 6 / 30 ] 
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